一種閉環(huán) 輸入阻抗控制的PFC控制方法
前言:在之前的文章中詳細(xì)分析了基于輸入阻抗控制PFC的控制方法,比如NCP1654《基于輸入阻抗控制的多模式混合PFC的控制》。但是在實(shí)際工業(yè)界還有英飛凌的ICE3PCS01G和德儀的UCC28019A/UCC28180,也是使用基于輸入阻抗的控制方法來實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)電壓的跟蹤。但是與NCP1654不同的地方是,ICE3PCS01G和UCC28019A的電流內(nèi)環(huán)存在一個(gè)高增益高帶寬的電流內(nèi)環(huán),而NCP1654僅有一個(gè)除法器來實(shí)現(xiàn)。這個(gè)引入的電流內(nèi)環(huán),在沒有輸入電網(wǎng)電網(wǎng)信號的情況下如何來實(shí)現(xiàn)PFC的功能?
? 下圖是ICE3PCS01G的電流內(nèi)環(huán)框圖,信息來源于其數(shù)據(jù)手冊。ISEN是電流采樣引腳,M1是電壓環(huán)的輸出,ICOMP則是內(nèi)環(huán)電流OTA的補(bǔ)償輸出。在沒開機(jī)前,S2開關(guān)上的5V會把ICOMP電壓提升起來,用于解決開機(jī)前面幾個(gè)周期的占空比偏大問題。

? 簡單的分析后,可以將該原理圖轉(zhuǎn)為更容易分析的方法模型。IM流出的電流等于從R7流出到ISEN引腳的電流,因此可以看作是OTA的目的是控制CS電壓和乘法器的輸出相等,可見下圖。在運(yùn)放的作用下,閉環(huán)控制使得VC*K1*VLP = CS,CS為電感電流IL*Rsen,其中VC為TOFF時(shí)間,與RAMP產(chǎn)生占空比。

由于C12一般使用較小的電容,可以看作是在低頻處的增益遠(yuǎn)大于1。

??從上面的分析來看,該電流環(huán)的目的也是為了實(shí)現(xiàn)輸入阻抗的公式,雖然沒有直接引入除法進(jìn)行ISEN/VLP的控制,但是在最終傳輸公式也實(shí)現(xiàn)了該算法。因此,也可以根據(jù)這些idea來進(jìn)行數(shù)字化的實(shí)現(xiàn):

因此可以建立仿真模型,內(nèi)環(huán)電流控制無需采樣輸入電網(wǎng)電壓。
運(yùn)行:176VAC 50HZ // FSW 50KHz // LPFC 330uH // POUT 3200W


在電網(wǎng)上輸入3/5次諧波

小結(jié):分析了ICE3PCS01G實(shí)現(xiàn)電流閉環(huán)的控制方法,建立了數(shù)字控制模型,測試取得了較好的PFC控制效果。對比開環(huán)的輸入阻抗控制方法,內(nèi)環(huán)增益更高在過零點(diǎn)附近電流控制效果要好一些,另外內(nèi)環(huán)使用PI等控制器后,在輕負(fù)載DCM會相當(dāng)于在電流采樣上增加了LPF的效果,在數(shù)字系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)控制效果會更好一些。同時(shí)依然有輸入阻抗控制的優(yōu)點(diǎn),對電網(wǎng)的擾動(dòng)響應(yīng)較好,控制簡單,易于實(shí)現(xiàn)。感謝支持,感謝觀看。本人能力有限,如有錯(cuò)誤懇請幫忙指正,謝謝。