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ZIN多模式PFC+轻负载频率折返控制的思考

冬至子 来源:开关电源仿真与实用设计 作者:杨帅锅 2023-04-25 11:37 次阅读

前言:在前面我提出实现CRM/DCM/CCM的多模式统一控制方法后,我也在继续思考轻负载频率的优化问题,但是依然存在轻负载高频工作的问题。

因此最好的方法是直接让高压轻负载的情况下直接进入VF DCM,通过低频和多谷底的方法来再次降低高压轻负载区域的损耗。可见NCP1655的DCM控制方法,就是通过降频和多谷底来优化效率。

图片

当电感电流续流结束后,进入DCM区域,根据负载大小人为地插入一段可控制的死区时间DT后,就可以改变在DCM区域的工作频率,TD的越大开关频率就越低,反之DT小到0,就进入了CRM区域。

图片

但是变频DCM和CRM,CCM的混合后需要更多的去平衡多模式的电流控制增益,如何统一控制对象呢?可知VF DCM\\CRM通过COT可以很好的控制,但是ZIN控制基本上更适合CCM区域一些,所以我思考了很久,直到最近才想到了一个基本的解决方法。

可见:基于ZIN控制的多模式PFC+频率折返,还是不需要采样AC电压,只需要IL和VOUT即可完成控制,如果有ZCD绕组那样对于谷底和ZCD的捕获会有更好的效果。

图片

测试环境:AC 220V/50HZ LF 220UH CO 760UF 额定1600W

PO 1.6KW

工作区域:CCM+CRM 开关频率:62.5K (CRM 最高) ~ 25KHZ (CCM)

图片

图片

(很明显的看到CRM和CCM的过渡)

PO 1200W

工作区域:CCM+CRM 开关频率:62.5K (CRM 最高) ~ 25KHZ (CCM)

图片

图片

(过零点附近已经在DCM区域)

PO 800W

工作区域:DCM+CRM 开关频率:62.5K ~ 25KHZ ( VF DCM)

图片

图片

PO 400W

工作区域:DCM+CRM 开关频率:31.5K ~ 62KHZ ( VF DCM)

图片

图片

PO 200W

工作区域:DCM+CRM 开关频率:41K ~ 62KHZ ( VF DCM)

图片

PO 100W

工作区域:DCM+CRM 开关频率:51K ~ 62KHZ ( VF DCM)

图片

小结:通过引入VF DCM降低了轻负载区域的开关频率范围,并且依然能保证足够有效的ithd控制目的。由于PLECS环境无法模拟谷底等工作,因此谷底开关先不做测试。

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