简化TCM的控制

前言：
 

  最近还是一直有在思考TCM的控制问题，通过学习某业内大厂的TCM样机，我有了一些新的思考。

  下面以2phase交错的BUCK来作为idea的验证，其主要器件有四个开关和四个开关的电流采样。分别用来做高端开关和低端开关的正向电流峰值和负向电流峰值的比较。其中高端开关的峰值电流用来决定了系统的传输功率，低端开关的峰值绝对了实现ZVS的负向电流大小，这个在TCM控制中尤为关键。

 

  但是在TCM控制中因为开关频率是由低端开关的负向电流的峰值来刷新，而且还需要用多相交错的方式来降低纹波电流。这里的麻烦之处是变频时如何来准确的实现多相位交错的角度固定，而且频率同步，这里使用的方法是来至ETH的kolar团队的一篇文章里面的idea，可见：《妙用数字逻辑巧解多相TCM控制中的变频错相同步问题 by ETH Kolar团队》。根据这个idea实现了两相电感电流的相位差180°的闭环控制。其中FREQ是PWM斜坡的最低频率，ZCDA和ZCDB则是两个低端开关的负向峰值电流，用来标注新的开关周期开始，通过闭环调节相位差的方法，实现了在频率变化时候的相位跟踪。
 

 

通过在直流叠加正弦扰动，可以看到相位闭环的调节速度，努力的在跟上相位差：
 

 

在闭环的作用下，很快的能调整到180°的相位差：

 

剩下的单周期控制的方法了，由于我们采样了高端开关的 峰值电流，如果直接用电压环比较峰值电流模式，固然是可以，但是没有PWM斜坡引入后，无法实现多相位的调节控制。因此我结合单周期控制的思路把高端开关电流减电压环的闭环输出值，然后在与PWM斜坡比较，从而得到PWM可见单周期控制的原理：
 

 

控制实现：
 

 

单周期控制的更关键波形：
 

 

以变频由ZCD刷的斜坡来做单周期控制的斜坡，也取得了电压环的输出积分的效果。实际测试来看逻辑闭环，控制效果优秀：
 

 

小结：通过引入单周期控制方法，大幅度简化了TCM控制的电流内环，仅需采样两个开关电流就能完美的实现闭环控，不失为一种有意义的控制方法。本人能力有限，如有错误，恳请帮忙指正，感谢观看，谢谢支持。