前言:
在之前我对输入阻抗控制的PFC控制方法进行了思考和学习,并建立了仿真模型,并在试验样机上测试波形,认为这个控制方法简单可靠性适应于电网能力较强,算是还不错的方法。但是在最近一段时间的研究上我看到固定频率控制的CCM PFC的应用场景越来越受到限制,大家更看重轻负载的效率和ithd等参数。正如大家看到的MPS的HR1211, NXP的TEA2017, ON的NCP1655,等国际大厂都提出他们的实现方法和控制IC。同时我也一直在思考这种控制方法的实现。
可以参考TEA2017的控制策略,他可以在AC周期以CF DCM/VF DCM/QR/CCM等多个模式来进行无缝跨越,能在不同的负载情况下实现高效率和低谐波失真。
实际测试:
上面是NXP的实现,下面是我的一些只言片语的想法,从普通的CCM和DCM的波形来看,因为DCM的平均值和CCM的计算方法不同,所以固定频率控制的PFC在高压轻负载时的DCM工况时,itdh会明显下降。可见下图所示:下图中黄色是电流,紫色是电流的平均值。
我们在图中可以了解到DCM情况的电流平均值不能完美的与CCM连接起来,所以导致了轻负载谐波增大的问题。因此如果说在要输入阻抗的控制方法中来实现DCM和CCM的多模式工作,如果不做DCM的电流波形补偿就会导致电流波形很丑,可见下图:
因此输入阻抗控制的核心思想是把输入电流平均值来跟随AC电网波形,因此我们需要对DCM的电流波形进行补偿。方法可以是改变DCM的电流峰值,来改变平均值,也可以是改变开关周期长度通过调制频率的方法来补偿DCM的平均值。我这里补偿DCM情况下的电流波形为:
输入110V,额定1600W,负载200W,开关频率60KHz,电感量270uH,可见电流波形在轻负载情况下依然有不错的表现。
系统:基于输入阻抗控制方法,引入DCM补偿策略
满负载运行,POUT = 1.6KW // AC 110V
POUT = 800W//AC 110V
POUT = 400W//AC 110V
POUT = 400W//AC 230V
POUT = 200W//AC 230V
可见,高压情况波形还是差了很多。因此,我还需要更多的研究和思考,来优化变频DCM和定频CCM混合模式的PFC的控制方法。感谢观看,感谢支持,本人能力有限,如果有错误的地方,恳请帮忙指正,谢谢。
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