基于图腾柱TCM控制方式的特性,需要直流母线电压至少要比交流输入的峰值电压高10-20V以上,才能保证TCM控制的正常工作。这样对于启机时不控整流状态下,母线电压与输入电压峰值相等,或在AC电压输入较高而母线电压最高不能超过450V的情况下,可能无法满足上述的TCM工作的压差条件,这样如果强行工作在TCM状态,会存在PFC开关频率过低的问题, 仿真和计算发现,高压输入情况下,最低频率已经到了4kHz,频率太低EMC滤波器已经处理不了了,而且频率低于20kHz后人耳可以听到了;而且频率太低的话会导致纹波电压太高,因为我们的输入滤波器低频下呈现感性,高频下呈现容性,这会影响输入X电容的寿命,甚至有损坏风险。
图13 PFC在不同输入电压情况下的工作频率
针对上述问题,目前考虑到的有2种方法,一种为在PFC开关频率较低时限频,这样就会导致电感电流在峰值处有一个凹坑,极大影响THD指标,实测限频工作时THD都在20%以上,如图13所示。在高压输入无THD指标要求的情况下可以使用该方法。
图14 PFC采用最低限频方式下的输入波形
另外一种方法为是TCM和CCM的混合控制。在整个AC输入正弦周期内,当AC瞬时电压与PFC母线电压压差较低时,运行于CCM工作状态,压差较高时,具备TCM工作条件,则工作于TCM工作状态。这样既可以满足高压输入情况下的THD指标,也可以满足高压输入情况下较高的工作效率。
图15 TCM和CCM混合控制示意图
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