图腾柱TCM控制原理解析

通过AC电压的极性检测，得到AC极性信号Sign(Vac)，即Polarity crossing Vac，送到DSP的GPIO口，软件在依据正负半波来切换高频管和工频管的发波，正负半波的电流流向示意图如下：

图1 AC正负半波的不同电流路径

图5 Totem-pole PFC拓扑及工作波形示意图

TCM控制的Totem-pole PFC拓扑其电感电流的工作波形为三角形，在一个开关周期内，可以分为5个阶段，如图5所示。其中ts1和ts2为上下桥臂换流的死区时间，忽略这两个阶段，其他三个阶段工作情况为：

(1) ton期间，同步MOS管关断，主MOS管导通。

(2) toff期间，主MOS管关断，同步MOS导通。

(3) tr期间，同步MOS继续导通，直到电流达到实现ZVS所需要的负电流Ir为止。

图腾柱TCM控制原理

在AC正负半周，高频MOS和低频MOS的配置关系如下表所示:

表1 一个工频周期内MOS管配置表

该控制方案跟传统的PFC控制最大的不一样就是没有电流环，PI电压环的输出经过一个公式计算后直接输出Ton就可以控制PWM发波，相当于只有一个单电压环控制。

整流MOS管的关断靠CTR计数器计数到Ton后自动关闭，同时打开同步管。而同步MOS管的关断是靠电流下降过流ZCD触发后并延迟Tr时间自动关闭的，同时再打开整流管。整流管的开通时间Ton取决于计算结果，整流管的关断时间取决于电感电流什么时候下降到-1A，续流管的Ton/Toff刚好相反；

图6 PFC TCM控制框图

审核编辑：汤梓红