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基于ZIN控制的多模式PFC+頻率折返方案

CHANBAEK ? 來源:開關電源仿真與實用設計 ? 作者:楊帥鍋 ? 2023-03-20 14:47 ? 次閱讀

前言:在前面我提出實現CRM/DCM/CCM的多模式統一控制方法后,我也在繼續思考輕負載頻率的優化問題,在該文中提到頻率鉗位的DCM方法,但是依然存在輕負載高頻工作的問題。 因此最好的方法是直接讓高壓輕負載的情況下直接進入VF DCM,通過低頻和多谷底的方法來再次降低高壓輕負載區域的損耗。 可見NCP1655的DCM控制方法,就是通過降頻和多谷底來優化效率。

wKgZomQX_p-AVsusAAfT8hDFmqI752.jpg

當電感電流續流結束后,進入DCM區域,根據負載大小人為地插入一段可控制的死區時間DT后,就可以改變在DCM區域的工作頻率,TD的越大開關頻率就越低,反之DT小到0,就進入了CRM區域。

wKgaomQX_p-AT7YyAAFvBXuBL34588.jpg

但是變頻DCM和CRM,CCM的混合后需要更多的去平衡多模式的電流控制增益,如何統一控制對象呢? 可知VF DCMCRM通過COT可以很好的控制,但是ZIN控制基本上更適合CCM區域一些,所以我思考了很久,直到最近才想到了一個基本的解決方法。

可見:基于ZIN控制的多模式PFC+頻率折返,還是不需要采樣AC電壓,只需要IL和VOUT即可完成控制,如果有ZCD繞組那樣對于谷底和ZCD的捕獲會有更好的效果。

wKgZomQX_p-AXLW1AAHdQcebqTw351.jpg

測試環境:AC 220V/50HZ LF 220UH CO 760UF 額定1600W

1.6KW后

工作區域:CCM+CRM 開關頻率:62.5K (CRM 最高) ~ 25KHZ (CCM)

wKgaomQX_p-AHQ0vAAFdOCefiPs945.jpg

wKgaomQX_p-AEQI2AAMJVhIx08Q408.jpg

(很明顯的看到CRM和CCM的過渡)

1200W后

工作區域:CCM+CRM 開關頻率:62.5K (CRM 最高) ~ 25KHZ (CCM)

wKgZomQX_p-AGU_PAAJ4VvjzgJw507.jpg

wKgZomQX_p-AAmRKAAGVq8VfcF0154.jpg

(過零點附近已經在DCM區域)

800W后

工作區域:DCM+CRM 開關頻率:62.5K ~ 25KHZ ( VF DCM)

wKgaomQX_p-AN7nfAAFP8R40Q0o151.jpg

wKgaomQX_p-AeUJUAAPEbeLMyy4146.jpg

400W后

工作區域:DCM+CRM 開關頻率:31.5K ~ 62KHZ ( VF DCM)

wKgZomQX_p-AK_FyAAFj_FFQIRo831.jpg

wKgZomQX_p-ABWr4AALwxckFKvo644.jpg

200W后

工作區域:DCM+CRM 開關頻率:41K ~ 62KHZ ( VF DCM)

wKgaomQX_p-AXYq8AAFsEGIoguY318.jpg

100W后

工作區域:DCM+CRM 開關頻率:51K ~ 62KHZ ( VF DCM)

wKgaomQX_p-AeDO8AAFKyHWFdF0570.jpg

小結:通過引入VF DCM降低了輕負載區域的開關頻率范圍,并且依然能保證足夠有效的ithd控制目的。 由于PLECS環境無法模擬谷底等工作,因此谷底開關先不做測試。

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