一文详解基于TCM模式的Boost bridgeless PFC建模

Boost bridgeless PFC原理刚接触不久，现在也只是略懂皮毛，个人觉得Boost bridgeless PFC是由传统的boost变换器逐步改进得来，传统boost变换器电路如图1所示。

图1 传统boost PFC电路

如果将图1中的二极管D1用MOS管S2来替代，S2工作在同步整流模式，可以有效的提高变换器的变换效率，同步整流电路如图2所示。

图2 同步整流boost PFC电路

单相无桥PFC变换器可以分解为两个同步整流boost PFC电路，在市电正半周期和负半周期的工作原理相同，所以分析过程中可以只分析正半周期，单相无桥PFC电路如图3所示。

图3 boost bridgeless PFC电路

其中，正半周期的等效电路如图4所示。具体的工作模态这里不再展开，可以推荐大家去看论文［文献1-2］，论文上分析的十分详细。

这里结合L6562和自己的控制想法，搭建了一个Boost bridgeless PFC仿真模型。控制原理是通过检测电感电流和MOS管Vds电压实现，控制分为正负周期两部分，当输入电压为正半周期时，图3中的开关管S12为升压管，S11为同步整流管；当输入进入负半周期时，两只开关管的状态相反。

通过查阅文献发现，boost PFC按照输入和输出电压的关系可以分为两种情况，具体分析可以参考文献［3］，按照输入电压vin与0.5Vo关系可以分为：当vin《0.5Vo可以实现软开关ZVS，否则，不能实现。

图5 软开关的实现

本文按照现在常用GaN和MOS的基本参数搭建了1000W的模型，模型分为功率模块、低频臂控制、高频臂控制、Vds电压检测等四个主要模块。如图6所示。

图6 仿真模型

电感电流，MOS管Vds电压，输出电压、输出电流及功率波形如图7所示。

图7 仿真波形
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