一種Bang Bang控制的多模式PFC的實現與思考
前言:在之前多模式PFC的研究中,我總是想在一個工頻的周內讓BOOST變換器實現DCM/CRM/CCM的多模式跨越,因此提出了恒定OFF、ZIN多模式等一些想法和實施。但是如果我不考慮在一個工頻周期內實現多工作模式的變化,那么可以以這種方法同樣實現對全范圍的效率優(yōu)化:
1、低壓80~120V,重負載CCM,中負載CRM,更輕負載DCM,重點優(yōu)化中輕負載效率,同時可以保證極高的ithd。2、高壓200~230V,重載CRM,中負載CRM,更輕負載DCM,重點優(yōu)化中輕負載效率,同時可以保證極高的ithd。這種方式在MPS的HR1211上實現了比較好的全范圍效率和ithd效果,因此我也在想跟蹤這種實現思想來進行控制策略上的研究。可知這些多模式的工作方法,需要在控制策略是兼容CCM/CRM的控制,那么傳統(tǒng)的平均電流模式(CCM)和COT這種適應于CRM的控制將不能繼續(xù)使用。這里我提出繼續(xù)使用bang bang control來實現多模式的PFC控制??梢娺壿媹D為:

?可見在CCM/CRM上只需要區(qū)分出OFF TIMER對電感電流的處理,CCM控制電感電流在OFF時不為零,CRM根據電感電流為0來進行開關頻率調節(jié)??刂颇P蜑椋?/p>
ON TIME用乘法器耦合電網電壓幅度和相位與電壓環(huán)輸出,作為電感峰值電流的設定。OFF TIME在CCM時取電感電流紋波作為OFF時電感電流下降幅度的判斷,碰到后重新開周期。CRM時直接把電感電流的判定設到0或以下,來實現ZVS開關。多模式設定:根據電壓環(huán)的輸出,在50%負載以下時,逐步將電感紋波電流的比例從正負20%,調節(jié)到100%,就是CRM取三角波的50%作為平均值。目前僅對電壓環(huán)的輸出做了紋波比例的判定,后續(xù)的研究中還會引入電網電壓的RMS值和負載動態(tài)的其它控制量,來提升性能。本控制方法無需電流內環(huán),控制簡單,實現容易。并且在多模式和ithd的控制效果驅動了非常好的效果。由于BBC并不完全固定工作頻率,因此該種變換器即使是在CCM時開關頻率也會按正弦規(guī)律變化,即使輸入低壓時頻率高、在AC高壓區(qū)域時開關頻率低。所以可以把CCM模式的AC過零點的頻率放在60K附近,這樣可以保證在整個CCM區(qū)域工作都不會高于60K的頻率,實現低的傳導干擾。工作頻率的變化在CRM上更明顯,特別是當進入輕負載時,就不能一直提升頻率,而是需要對最高頻的頻率鉗位,由CRM轉為DCM工作。木有CRM/DCM的頻率鉗位的實現還在思考,是后續(xù)的計劃。功率:

測試:1、AC 110V/60HZ、輸出400VDC、負載1.6KW,啟機,CCM:

2、AC 220V/60HZ、輸出400VDC、負載0.53KW,CRM:

CCM的頻率控制:

CRM的頻率控制:

? 小結:根據BBC的原理實現了CCM/CRM的多模式工作PFC的控制,并取得不錯的效果,該控制無需電流內環(huán),調試簡單實現容易,是一種不錯的實現方法,但是因為工作頻率不固定,可能會存在多頻段干擾的問題,這也是需要重點考慮的地方。感謝觀看,感謝支持,本人能力有限,如有錯誤懇請幫忙指正,謝謝。