前言:在之前多模式PFC的研究中,我總是想在一個(gè)工頻的周內(nèi)讓BOOST變換器實(shí)現(xiàn)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(shí)施。但是如果我不考慮在一個(gè)工頻周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)多工作模式的變化,那么可以以這種方法同樣實(shí)現(xiàn)對(duì)全范圍的效率優(yōu)化:
1、低壓80~120V,重負(fù)載CCM,中負(fù)載CRM,更輕負(fù)載DCM,重點(diǎn)優(yōu)化中輕負(fù)載效率,同時(shí)可以保證極高的ithd。2、高壓200~230V,重載CRM,中負(fù)載CRM,更輕負(fù)載DCM,重點(diǎn)優(yōu)化中輕負(fù)載效率,同時(shí)可以保證極高的ithd。這種方式在MPS的HR1211上實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)思想來進(jìn)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(yīng)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(shí)現(xiàn)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(duì)電感電流的處理,CCM控制電感電流在OFF時(shí)不為零,CRM根據(jù)電感電流為0來進(jìn)行開關(guān)頻率調(diào)節(jié)。控制模型為:
ON TIME用乘法器耦合電網(wǎng)電壓幅度和相位與電壓環(huán)輸出,作為電感峰值電流的設(shè)定。OFF TIME在CCM時(shí)取電感電流紋波作為OFF時(shí)電感電流下降幅度的判斷,碰到后重新開周期。CRM時(shí)直接把電感電流的判定設(shè)到0或以下,來實(shí)現(xiàn)ZVS開關(guān)。多模式設(shè)定:根據(jù)電壓環(huán)的輸出,在50%負(fù)載以下時(shí),逐步將電感紋波電流的比例從正負(fù)20%,調(diào)節(jié)到100%,就是CRM取三角波的50%作為平均值。目前僅對(duì)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(huì)引入電網(wǎng)電壓的RMS值和負(fù)載動(dòng)態(tài)的其它控制量,來提升性能。本控制方法無需電流內(nèi)環(huán),控制簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)容易。并且在多模式和ithd的控制效果驅(qū)動(dòng)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(shí)開關(guān)頻率也會(huì)按正弦規(guī)律變化,即使輸入低壓時(shí)頻率高、在AC高壓區(qū)域時(shí)開關(guān)頻率低。所以可以把CCM模式的AC過零點(diǎn)的頻率放在60K附近,這樣可以保證在整個(gè)CCM區(qū)域工作都不會(huì)高于60K的頻率,實(shí)現(xiàn)低的傳導(dǎo)干擾。工作頻率的變化在CRM上更明顯,特別是當(dāng)進(jìn)入輕負(fù)載時(shí),就不能一直提升頻率,而是需要對(duì)最高頻的頻率鉗位,由CRM轉(zhuǎn)為DCM工作。木有CRM/DCM的頻率鉗位的實(shí)現(xiàn)還在思考,是后續(xù)的計(jì)劃。功率:
測(cè)試:1、AC 110V/60HZ、輸出400VDC、負(fù)載1.6KW,啟機(jī),CCM:
2、AC 220V/60HZ、輸出400VDC、負(fù)載0.53KW,CRM:
CCM的頻率控制:
CRM的頻率控制:
小結(jié):根據(jù)BBC的原理實(shí)現(xiàn)了CCM/CRM的多模式工作PFC的控制,并取得不錯(cuò)的效果,該控制無需電流內(nèi)環(huán),調(diào)試簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)容易,是一種不錯(cuò)的實(shí)現(xiàn)方法,但是因?yàn)楣ぷ黝l率不固定,可能會(huì)存在多頻段干擾的問題,這也是需要重點(diǎn)考慮的地方。
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