前言:
前幾天發(fā)布了一篇基于預(yù)測控制的CRM 無橋PFC的文章,昨天晚上我冒出了一點(diǎn)新點(diǎn)子,既然TCM控制方法用在PFC上可以很好很強(qiáng)大,那我一樣也可以用在BOOST變換器上。大家都會(huì)說,CRM的BOOST功率做不大,輸入和輸出紋波電流太大了,是個(gè)硬傷。我想說如果我使用多相交錯(cuò)的方式來解決CRM BOOST的紋波問題,這拓?fù)淠軐?shí)現(xiàn)ZVS ZCS,實(shí)現(xiàn)了極高的效率。而且功率范圍還可以擴(kuò)展到數(shù)十千瓦級別,那么就只剩下控制復(fù)雜這個(gè)難點(diǎn)了。
于是我基于上一篇文章中提到的實(shí)現(xiàn)方法,通過預(yù)測控制提前計(jì)算得到了實(shí)現(xiàn)ZVS ZCS的開關(guān)頻率,通過啟用多個(gè)ePWM模塊的交錯(cuò)時(shí)基,就能在實(shí)際環(huán)境中實(shí)現(xiàn)CRM的變頻控制。但是在仿真環(huán)境中如何實(shí)現(xiàn)多相BOOST的CRM控制,其實(shí)還是一個(gè)難題。其原因有是,多相交錯(cuò)BOOST的CRM控制需要多個(gè)固定交錯(cuò)角度的變頻斜坡,再用控制器的輸出去切這個(gè)斜坡產(chǎn)生PWM。由于在CRM模式工作時(shí),開關(guān)頻率只與當(dāng)前的系統(tǒng)的輸入輸出條件存在關(guān)系,它是個(gè)是時(shí)變量。所以就不能通過滯后固定的時(shí)間來進(jìn)行錯(cuò)相,當(dāng)工作系統(tǒng)的工作區(qū)域發(fā)生改變時(shí),就不能實(shí)現(xiàn)所需要的交錯(cuò)狀態(tài)來達(dá)到降低電流紋波的目的。
既然這么麻煩,那有木有辦法來實(shí)現(xiàn)呢?我曾經(jīng)為了實(shí)現(xiàn)多相CRM的控制非常苦惱,主要就是不能很好的解決多個(gè)斜坡變頻錯(cuò)相的問題(2016年的時(shí)候我與凌峰大大就這個(gè)CRM的問題進(jìn)行過很多討論)。但是昨天我想到了我為何不繼續(xù)利用可復(fù)位積分器來實(shí)現(xiàn)固定相位的變頻斜坡呢?
具體實(shí)現(xiàn):比如A是主路斜坡,通過使用門電路的方法切割出33%,66%這個(gè)幾個(gè)點(diǎn)。然后利用切割到的點(diǎn)去復(fù)位其它兩個(gè)積分器,讓另外兩個(gè)積分器分別在原始斜坡的33%和66%點(diǎn)進(jìn)行復(fù)位,然后開始從零發(fā)出斜坡。有了這個(gè)點(diǎn)子后,我澡都沒洗完立刻去建模了。幾分鐘后就實(shí)現(xiàn)了,腦洞大開就那么一瞬間。這個(gè)實(shí)現(xiàn)你們就說妙不妙吧。模型可見下圖所示:
(三個(gè)變頻錯(cuò)相的斜坡已經(jīng)就緒)
功率級是三錯(cuò)相CRM控制,各位根據(jù)所需的功率可以任意錯(cuò)相,其實(shí)現(xiàn)原理不再累述。我的目的實(shí)現(xiàn)BOOST的TCM控制,通過高端開關(guān)ON的時(shí)間來為低端開關(guān)實(shí)現(xiàn)ZVS。至于為什么是BOOST不是PFC,是因?yàn)樵谀承?yīng)用場景如果BOOST實(shí)現(xiàn)了ZVS ZCS,其好處也非常明顯。聽朋友說華為2007年就做了多相交錯(cuò)的CRM BOOST用在逆變器的前級,功率也挺大的。就放在目前的環(huán)境來說,寬禁帶器件加上TCM實(shí)現(xiàn)ZVS ZCS,可以把系統(tǒng)的效率提的非常高,所以也是熱門方向。
根據(jù)預(yù)測控制實(shí)現(xiàn)CRM控制的方法可見。
電感電流和開關(guān)頻率:
通過對TOFF上增加擴(kuò)展開通時(shí)間Tr,用來實(shí)現(xiàn)TCM控制,可見負(fù)向電流:
致謝:感謝Jizhe Wang博士,與我進(jìn)行了大量了CRM , TCM控制的相關(guān)知識點(diǎn)討論,讓我受益匪淺,非常感謝。
小結(jié):根據(jù)TCM控制思想,本文實(shí)現(xiàn)了多相CRM BOOST的控制,在實(shí)現(xiàn)ZVS ZCS的同時(shí)通過多相交錯(cuò)解決了輸入和輸出紋波電流的問題,擴(kuò)展了功率范圍,提升了拓?fù)涞目捎梅秶?/p>