一種用于PFC的模擬乘法器設(shè)計(jì)
掃描二維碼
隨時(shí)隨地手機(jī)看文章
隨著家庭用電設(shè)備越來(lái)越多，大量的電流諧波分量倒流入電網(wǎng)，造成電網(wǎng)的諧波“污染”。為了抑制這些電流諧波分量，采用功率因素校正技術(shù)(PFC)。目前對(duì)功率因素校正技術(shù)的研究取得了許多成果，其中，在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面，Boost型PFC技術(shù)已經(jīng)完善，在控制方面，以電流環(huán)、電壓環(huán)的雙環(huán)控制比較成熟。模擬乘法器的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)輸入電流跟隨輸入電壓重要的一部分，通過(guò)對(duì)乘法器的輸出與電感電流的峰值比較，在變頻控制下，控制功率開(kāi)關(guān)管的打開(kāi)，使開(kāi)啟時(shí)間固定為一個(gè)常數(shù)，功率因素理論上為單位值。
1 變頻控制的基本原理
為了得到理論上等于1的功率因素，Boost型PFC通常采用變頻控制法。在Boost拓?fù)潆娐分校姼须娏鞯扔谳斎腚娏?。在變頻控制下，電感電流(即輸入電流)的平均值為：
從式(1)可以看到，如果功率管開(kāi)啟時(shí)間TON始終是一個(gè)同定值，電感電流的平均值與輸入電壓VI成正比，功率因素在理論上將為1，這就是變頻控制的基本原理。由于電感始終處在臨界導(dǎo)電模式，所以義稱臨界導(dǎo)電控制法。
2 乘法器在變頻控制中的作用
為了在Boost型電路中實(shí)現(xiàn)功率管開(kāi)啟時(shí)間為定值，引進(jìn)了模擬乘法器。在PFC工作在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，模擬乘法器的輸出電壓VMULT與電感電流檢測(cè)電阻Rs上的電壓VRs比較，當(dāng)VMULT小于VRs時(shí)，功率管關(guān)斷，因而開(kāi)啟時(shí)間固定。乘法器的輸出電壓為：
式中，k是一個(gè)常數(shù)值，Vc在穩(wěn)定工作狀態(tài)下也近乎常數(shù)值。
很明顯，開(kāi)啟時(shí)間和輸入電壓無(wú)關(guān)，只和常系數(shù)k、電感L和檢測(cè)電阻Rs有關(guān)。
3 乘法器
3．1 乘法器的基本原理
根據(jù)圖1所示的乘法器的基本結(jié)構(gòu)，VQ3和VQ4組成一個(gè)共射差分對(duì)，電流源Iss提供差分對(duì)電流偏置，VQ5、VQ6作為差分對(duì)的有源負(fù)載。VQ3和VQ4是完全相同的三極管，Vid2>0，根據(jù)推導(dǎo)，
VQ3和VQ4的集電極電流差通過(guò)VQ7、VQ8和VQ9組成的鏡像電流源鏡像到VQ1和VQ2的共射極端，給VQ1和VQ2提供偏置電流，因此，
同樣，完全相同的VQ1和VQ2也組成一個(gè)共射差分對(duì)，IEE為這兩個(gè)管子提供偏置電流。Vid1>0，可得：
當(dāng)(Ic1-Ic2)這個(gè)電流差流過(guò)1只取樣電阻，2個(gè)輸入電壓的乘積結(jié)果就是1個(gè)電壓值。
3．2 電壓衰減電路
要使乘法器能夠正常工作，2個(gè)輸入信號(hào)電壓必須小于2VT，這樣將大大縮小輸入電壓范圍，也就大大限制了電路應(yīng)用。為了擴(kuò)大輸入電壓的輸入范圍。必須把輸入電壓進(jìn)行線性衰減，使衰減后的輸入電壓滿足小于2VT，從而能夠?qū)崿F(xiàn)乘法功能。因此，在乘法器的輸入端加入了一個(gè)電壓衰減電路?；镜碾妷核p電路如圖2所示。
雙極管VQ3和VQ4完全一樣，VQ1和VQ2也是相同，電流源I為電路提供電流偏置，輸入V1和輸出V0的關(guān)系式為：
只要調(diào)整R或I的值，輸入電壓就可以得到很好衰減。
3．3 偏置電路
電流偏置電路如圖3所示。VQ3、VQ4和R1、R2組成基本的鏡像電流電路，VQ2為了減小電流增益β對(duì)電路的影響。晶體管的集電極電流為：
式中，Iss是發(fā)射極反向飽和電流，與發(fā)射極的橫截面積成正比。
VQ3和VQ4的VEB相等，R1的阻值是R2的2倍，但是VQ4的發(fā)射極的橫截面積是VQ3的2倍，因此，輸出的電流I是VQ1的集電極的2倍。所以，想要得到數(shù)倍于VQ1集電極電流，可調(diào)整VQ4的電阻值和發(fā)射極的橫截面積。
4 仿真結(jié)果
圖4為Cadence的仿真結(jié)果。仿真條件為Vdd=7V，Vbias=2．5 V，乘法器的一端輸入為全橋整流后幅度為3 V的正弦波，另一端輸入為直流電壓1 V。可以看到，輸出波形是與輸入同頻同相的半正弦波，幅度是1．2 V。
5 結(jié)束語(yǔ)
詳細(xì)分析了乘法器電路的工作原理。根據(jù)電路應(yīng)用的需要，靈活調(diào)整電阻值R0、電流I1和I2的值。此電路可廣泛應(yīng)用于需要乘法器單元的電流控制PFC電路。
下載文檔北京2022年10月18日 /美通社/ -- 10月14日，國(guó)際數(shù)據(jù)公司（IDC）發(fā)布《2022Q2中國(guó)軟件定義存儲(chǔ)及超融合市場(chǎng)研究報(bào)告》，報(bào)告顯示：2022年上半年浪潮超融合銷(xiāo)售額同比增長(zhǎng)59.4%，近5倍于...
關(guān)鍵字： IDC BSP 數(shù)字化 數(shù)據(jù)中心東京2022年10月18日 /美通社/ -- NIPPON EXPRESS HOLDINGS株式會(huì)社(NIPPON EXPRESS HOLDINGS, INC.)旗下集團(tuán)公司上海通運(yùn)國(guó)際物流有限公司(Nipp...
關(guān)鍵字： 溫控 精密儀器 半導(dǎo)體制造 BSP要問(wèn)機(jī)器人公司哪家強(qiáng)，波士頓動(dòng)力絕對(duì)是其中的佼佼者。近來(lái)年該公司在機(jī)器人研發(fā)方面獲得的一些成果令人印象深刻，比如其開(kāi)發(fā)的機(jī)器人會(huì)后空翻，自主爬樓梯等。這不，波士頓動(dòng)力又發(fā)布了其機(jī)器人組團(tuán)跳男團(tuán)舞的新視頻，表演的機(jī)器人包括...
關(guān)鍵字： 機(jī)器人 BSP 工業(yè)機(jī)器人 現(xiàn)代汽車(chē)
廠商專(zhuān)欄
熱門(mén)文章
- 稚暉君機(jī)器人公司否認(rèn)借殼上市 回應(yīng)：只是收購(gòu)了一家上市公司
- 尊湃芯片竊密案宣判：創(chuàng)始人獲刑6年，華為勝訴！
- 突發(fā)！美國(guó)科技巨頭上海AI研究院解散
- 深入解讀MOS管
- 美國(guó)服“軟”！解除EDA出口限制，芯片設(shè)計(jì)不再卡脖子
- 深度解析阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)——L型、pi型與T型
- 小華四開(kāi)關(guān)BUCK-BOOST參考設(shè)計(jì)助力雙向DC/DC電源開(kāi)發(fā)
- 阿里最新17位合伙人名單出爐：9人退出 無(wú)新增
- CAN總線的工作原理是什么？CAN總線和LIN總線有什么區(qū)別？
- 您的低電流測(cè)量精度如何？
編輯精選
論壇活動(dòng)
論壇熱帖
- 1拖3光耦問(wèn)題
- GD32EmbeddedAI模型轉(zhuǎn)換報(bào)錯(cuò)
- AI編程踩坑隨筆
- DC12V的轉(zhuǎn)向燈 經(jīng)典測(cè)試不通過(guò)，4KV就掛了，怎么整改
- 嵌入式高薪崗位有哪些?
- N32WB031_STB板子下載報(bào)錯(cuò)RDDI-DAP Error
- 為智能語(yǔ)音設(shè)備點(diǎn)亮“視界”：我在啟英泰倫CI230X上成功驅(qū)動(dòng)LCD屏
- 這款電池充電器 在51M和140M超標(biāo) 一般是哪里的原因？以下措施用了還是不行
- HC32L021 IAP 偏移做了映射，能跳轉(zhuǎn)但進(jìn)不了APP程序中斷
- 有沒(méi)有做電子產(chǎn)品經(jīng)理的，都是用什么軟件和上那些論壇進(jìn)行學(xué)習(xí)、進(jìn)階，指導(dǎo)
技術(shù)子站
資料下載
技術(shù)學(xué)院
- TrendForce集邦咨詢:英偉達(dá)嘗試調(diào)升HBM4規(guī)格，預(yù)期2026年SK海力士仍是最大供應(yīng)商
- TrendForce集邦咨詢: 預(yù)估2025年全球筆電出貨年增2.2%，東南亞產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張
- TrendForce集邦咨詢: AI推理需求導(dǎo)致Nearline HDD嚴(yán)重缺貨，預(yù)計(jì)2026年QLC SSD出貨有望趁勢(shì)爆發(fā)
- TrendForce集邦咨詢: 庫(kù)存調(diào)整結(jié)束，2Q25全球智能手機(jī)生產(chǎn)總數(shù)達(dá)3億支，季增約4%
- TrendForce集邦咨詢: 2Q25全球牽引逆變器裝機(jī)量年增19%，增程式電動(dòng)車(chē)助力SiC機(jī)種普及
- TrendForce集邦咨詢: AI與通用型服務(wù)器驅(qū)動(dòng)需求，2Q25前五大企業(yè)級(jí)SSD品牌廠營(yíng)收季增12.7%
- TrendForce集邦咨詢：預(yù)估2025年iPhone 17系列出貨量小幅成長(zhǎng)，Air系列將引領(lǐng)產(chǎn)品線變革
- TrendForce集邦咨詢: 國(guó)際大廠加速投入，預(yù)估2030年AR眼鏡出貨量達(dá)3,210萬(wàn)臺(tái)
