前言:
最近還是一直有在思考TCM的控制問題,通過學習某業內大廠的TCM樣機,我有了一些新的思考。
下面以2phase交錯的BUCK來作為idea的驗證,其主要器件有四個開關和四個開關的電流采樣。分別用來做高端開關和低端開關的正向電流峰值和負向電流峰值的比較。其中高端開關的峰值電流用來決定了系統的傳輸功率,低端開關的峰值絕對了實現ZVS的負向電流大小,這個在TCM控制中尤為關鍵。
但是在TCM控制中因為開關頻率是由低端開關的負向電流的峰值來刷新,而且還需要用多相交錯的方式來降低紋波電流。這里的麻煩之處是變頻時如何來準確的實現多相位交錯的角度固定,而且頻率同步,這里使用的方法是來至ETH的kolar團隊的一篇文章里面的idea,可見:《妙用數字邏輯巧解多相TCM控制中的變頻錯相同步問題 by ETH Kolar團隊》。根據這個idea實現了兩相電感電流的相位差180°的閉環控制。其中FREQ是PWM斜坡的最低頻率,ZCDA和ZCDB則是兩個低端開關的負向峰值電流,用來標注新的開關周期開始,通過閉環調節相位差的方法,實現了在頻率變化時候的相位跟蹤。
通過在直流疊加正弦擾動,可以看到相位閉環的調節速度,努力的在跟上相位差:
在閉環的作用下,很快的能調整到180°的相位差:
剩下的單周期控制的方法了,由于我們采樣了高端開關的 峰值電流,如果直接用電壓環比較峰值電流模式,固然是可以,但是沒有PWM斜坡引入后,無法實現多相位的調節控制。因此我結合單周期控制的思路把高端開關電流減電壓環的閉環輸出值,然后在與PWM斜坡比較,從而得到PWM可見單周期控制的原理:
控制實現:
單周期控制的更關鍵波形:
以變頻由ZCD刷的斜坡來做單周期控制的斜坡,也取得了電壓環的輸出積分的效果。實際測試來看邏輯閉環,控制效果優秀:
小結:通過引入單周期控制方法,大幅度簡化了TCM控制的電流內環,僅需采樣兩個開關電流就能完美的實現閉環控,不失為一種有意義的控制方法。本人能力有限,如有錯誤,懇請幫忙指正,感謝觀看,謝謝支持。
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