基于输入阻抗控制的多模式的控制与思考

前言：
 

  在之前我对输入阻抗控制的PFC控制方法进行了思考和学习，并建立了仿真模型，并在试验样机上测试波形，认为这个控制方法简单可靠性适应于电网能力较强，算是还不错的方法。但是在最近一段时间的研究上我看到固定频率控制的CCM PFC的应用场景越来越受到限制，大家更看重轻负载的效率和ithd等参数。正如大家看到的MPS的HR1211, NXP的TEA2017, ON的NCP1655，等国际大厂都提出他们的实现方法和控制IC。同时我也一直在思考这种控制方法的实现。

  可以参考TEA2017的控制策略，他可以在AC周期以CF DCM/VF DCM/QR/CCM等多个模式来进行无缝跨越，能在不同的负载情况下实现高效率和低谐波失真。

 

实际测试：
 

 

 

 

  上面是NXP的实现，下面是我的一些只言片语的想法，从普通的CCM和DCM的波形来看，因为DCM的平均值和CCM的计算方法不同，所以固定频率控制的PFC在高压轻负载时的DCM工况时，itdh会明显下降。可见下图所示：下图中黄色是电流，紫色是电流的平均值。
 

 

 

  我们在图中可以了解到DCM情况的电流平均值不能完美的与CCM连接起来，所以导致了轻负载谐波增大的问题。因此如果说在要输入阻抗的控制方法中来实现DCM和CCM的多模式工作，如果不做DCM的电流波形补偿就会导致电流波形很丑，可见下图：

 

  因此输入阻抗控制的核心思想是把输入电流平均值来跟随AC电网波形，因此我们需要对DCM的电流波形进行补偿。方法可以是改变DCM的电流峰值，来改变平均值，也可以是改变开关周期长度通过调制频率的方法来补偿DCM的平均值。我这里补偿DCM情况下的电流波形为：

输入110V，额定1600W，负载200W，开关频率60KHz，电感量270uH，可见电流波形在轻负载情况下依然有不错的表现。
 

 

系统：基于输入阻抗控制方法，引入DCM补偿策略
 

 

满负载运行, POUT = 1.6KW // AC 110V

 

POUT = 800W // AC 110V

 

POUT = 400W // AC 110V

 

POUT = 400W // AC 230V

 

POUT = 200W // AC 230V

 

可见，高压情况波形还是差了很多。因此，我还需要更多的研究和思考，来优化变频DCM和定频CCM混合模式的PFC的控制方法。感谢观看，感谢支持，本人能力有限，如果有错误的地方，恳请帮忙指正，谢谢。