前言:
在之前我對輸入阻抗控制的PFC控制方法進行了思考和學習,并建立了仿真模型,并在試驗樣機上測試波形,認為這個控制方法簡單可靠性適應于電網能力較強,算是還不錯的方法。但是在最近一段時間的研究上我看到固定頻率控制的CCM PFC的應用場景越來越受到限制,大家更看重輕負載的效率和ithd等參數。正如大家看到的MPS的HR1211, NXP的TEA2017, ON的NCP1655,等國際大廠都提出他們的實現方法和控制IC。同時我也一直在思考這種控制方法的實現。
可以參考TEA2017的控制策略,他可以在AC周期以CF DCM/VF DCM/QR/CCM等多個模式來進行無縫跨越,能在不同的負載情況下實現高效率和低諧波失真。
實際測試:
上面是NXP的實現,下面是我的一些只言片語的想法,從普通的CCM和DCM的波形來看,因為DCM的平均值和CCM的計算方法不同,所以固定頻率控制的PFC在高壓輕負載時的DCM工況時,itdh會明顯下降??梢娤聢D所示:下圖中黃色是電流,紫色是電流的平均值。
我們在圖中可以了解到DCM情況的電流平均值不能完美的與CCM連接起來,所以導致了輕負載諧波增大的問題。因此如果說在要輸入阻抗的控制方法中來實現DCM和CCM的多模式工作,如果不做DCM的電流波形補償就會導致電流波形很丑,可見下圖:
因此輸入阻抗控制的核心思想是把輸入電流平均值來跟隨AC電網波形,因此我們需要對DCM的電流波形進行補償。方法可以是改變DCM的電流峰值,來改變平均值,也可以是改變開關周期長度通過調制頻率的方法來補償DCM的平均值。我這里補償DCM情況下的電流波形為:
輸入110V,額定1600W,負載200W,開關頻率60KHz,電感量270uH,可見電流波形在輕負載情況下依然有不錯的表現。
系統:基于輸入阻抗控制方法,引入DCM補償策略
滿負載運行,POUT = 1.6KW // AC 110V
POUT = 800W//AC 110V
POUT = 400W//AC 110V
POUT = 400W//AC 230V
POUT = 200W//AC 230V
可見,高壓情況波形還是差了很多。因此,我還需要更多的研究和思考,來優化變頻DCM和定頻CCM混合模式的PFC的控制方法。感謝觀看,感謝支持,本人能力有限,如果有錯誤的地方,懇請幫忙指正,謝謝。
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