SMPS güç kaynağı tasarımı - PFC ünitesi

[XX_CİHAN_XX]

Yanlışım varsa düzeltin lütfen SMPS yapısı hakkında anladığım kadarıyla genel yapı kabaca şöyle oluyor:
Örneğin şehir şebeke voltajı ile çalışacak bir SMPS için giriş gerilimi doğrultulup EMI filter dan geçtikten sonra Power Factor Correction(PFC)  devresi ile kontrollü bir şekilde SMPS trafosuna iletiliyor. SMPS trafosunun primeri aynı zamanda PWM kontrol ünitesi ile sürülüyor. PWM ünitesi kaynak çıkışından opto kuplör vasıtasıyla feedback alarak trafoyu kontrol ediyor.
Bu durumda bir SMPS tasarlarken genel olarak 2 çipe ihtiyacımız var birisi PFC kontrol çipi diğeride PWM kontrol çipi.
Sonrası hesap kitap, trafo sarımı vs...
1- Tasarım aşamasında dikkat etmem gereken ince detaylar nelerdir faydalanabileceğim sade anlaşılır kaynaklar var mı?
2- Power Factor Correction(PFC) devresi tam olarak ne işe yarar kullanmazsam ne olur?
3- PFC ve PWM çipi olarak ilk aşama da bakabileceğim isim önerileri verebilir misiniz?
Tasarlamak istediğim şey 220V girişli 12 - 48V çıkışlı 40W gücünde bir SMPS kaynak.

[M_B]

Merhaba;
Oncelikle PFC ile ilgili dokuman paylaşayım. ( Netten bakmıs olabilirsiniz ama olsun )
http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-42047.pdf

Örneğin şehir şebeke voltajı ile çalışacak bir SMPS için giriş gerilimi doğrultulup EMI filter dan geçtikten sonra Power Factor Correction(PFC)  devresi ile kontrollü bir şekilde SMPS trafosuna iletiliyor. SMPS trafosunun primeri aynı zamanda PWM kontrol ünitesi ile sürülüyor. PWM ünitesi kaynak çıkışından opto kuplör vasıtasıyla feedback alarak trafoyu kontrol ediyor.

Once emiden gecip sonra doğrultulur. Sonrası yazdığınız gibi.

Bu durumda bir SMPS tasarlarken genel olarak 2 çipe ihtiyacımız var birisi PFC kontrol çipi diğeride PWM kontrol çipi.
Sonrası hesap kitap, trafo sarımı vs...

Evet ama Tek chiple yapıldığı da oluyor. Ornegin FAN4803 gibi

2- Power Factor Correction(PFC) devresi tam olarak ne işe yarar kullanmazsam ne olur?

PFC yi kullanmazsak ta olur. Ama bu sefer istenen akım icin kullanılacak trafo ebatı buyur.
Örnegin PFC li devrede PFC devresini iptal edersen ( mosfeti , diyodunu vb.. ) gene calışmaya devam eder.  Yalnız üzerinde yazan max akımı vermeyebilir.

[XX_CİHAN_XX]

Hocam cevap için teşekkür edeirm.
http://www.sm0vpo.com/_pdf/FA/FAN4803-1.pdf
Sayfa 10 da Figure 12. Typical Application Circuit. şeklinde uygulama şeması verilmiş. Burada 12V çıkış elde edilmiş.
Çıkış voltajını değiştirmek(yükseltmek) için çıkıştan elde edilen referans gerilimini değiştirmek gerekiyor. Bunun için gerilim bölücü direnç kullanılması lazım diye düşünüyorum. Bahsettiğim şemadaki R15 ve R16 bu iş için mi kullanılıyor?

[erkan614]

pfc 20w üzerinde isteniyor
yüküne göre bazı çipler 2Vp-p 50hz riple senin için önem arzetmiyosa aynı anda hem pfc hemde flayback modunda çalışıyor.
ayrıca hem pfc hemde çıkış trafosunu ayni çip ile kotrol eden yapılarda var ama tavsiye etmiyorum pcbsi akla karayı seçtirir

[VFR]

2- Power Factor Correction(PFC) devresi tam olarak ne işe yarar kullanmazsam ne olur?

PFC, güç faktörünü düzeltir , 1'e mümkün olabildiğince yaklaştırmaya çalışır.
PFC kullanmazsan aktif gücün yanında şebekeden reaktif güçte çekersin. Bu da sistemin verimini düşürür ve kullandığın malzemelerin daha yüksek dayanımı olmasını gerektirir. Hem işletme maliyeti artar hem kullandığın malzeme maliyeti artar.

Aşağıdaki şekil güzel bir şekilde anlatıyor PFC'nin görevini.


Kısacası converterin giriş akım ve gerilim dalga şekillerindeki faz kaymasını engelleyip reaktif gücün minimize edilmesini sağlıyor.

[z]

Yalnız verdiğiniz grafik SMPS akım ve dalga şekillerinin değil de raktif güç çeken yüklere ait.


SMPS, yarım yada tam dalga doğrultma devrelerinde doğrultucu çıkışındaki kapasitörün şebekeden çektiği akım sinüsel dalga formunda olmaktan çok uzak.
PFC devreleri işte bu dalga bozukluğunu giderir ve akımın voltajla hemen hemen aynı fazda olmasını sağlar.

Aşağıda doğrultucu kapasitörünün neden olduğu bozuk şekilli akım grafiği görülüyor.



Öte yandan PFC devresini takip eden SMPS devresinin tasarımı PFC siz olana kıyasla daha zordur. Çünkü PFC devresi girişindeki gerilimini çok yükseltir.

[Icarus]

1- Tasarım aşamasında dikkat etmem gereken ince detaylar nelerdir faydalanabileceğim sade anlaşılır kaynaklar var mı?

PFC ve ardından gelen SMPS'i 2 farklı ve bağımsız konverter olarak görmek doğru değil. (Ardarda eklenen hiçbir smps'i bağımsız olarak görmek doğru değil) Bir birlerini etkileyeceklerdir. Doğru dizayn edilmiş bir sistemde bu ripple'i %40, %50 azaltabilir veya duman çıkmasında sağlayabilir.
Malesef herşeyi anlatan sihirli bir kitap yok. Geri beslemenin kararlı hale getirilmesi ayrı, magnetik malzemeler ayrı, anahtarlama elemanları ayrı, vb... konu

[M_B]

Hocam cevap için teşekkür edeirm.
http://www.sm0vpo.com/_pdf/FA/FAN4803-1.pdf
Sayfa 10 da Figure 12. Typical Application Circuit. şeklinde uygulama şeması verilmiş. Burada 12V çıkış elde edilmiş.
Çıkış voltajını değiştirmek(yükseltmek) için çıkıştan elde edilen referans gerilimini değiştirmek gerekiyor. Bunun için gerilim bölücü direnç kullanılması lazım diye düşünüyorum. Bahsettiğim şemadaki R15 ve R16 bu iş için mi kullanılıyor?

Evet hocam R15-R16 TL431 referans gerilimi ayarlaması icin kullanılıyor.