交错CRM BOOST PFC仿真(2)

上一期通过单相CRM BOOST PFC仿真已经把主功率电路、环路控制ON TIME、过零检测、起振信号验证完成，接下来就是加入交错电路，实现两相变频交错。

第一步是先把单相临界模式PFC直接改为两相并联，共用驱动，保证功率电路能正常工作，并将环路参数调好，调试方法请参考交错CRM BOOST PFC仿真（一）。

功率级和环路调好后就只剩下把两相驱动交错了。

一种是抓取主相周期值除以2并与从相的周期值相减，得到误差信号来调节从相斜坡的斜率即增加或减小从相的导通时间（也可以同时调节主相与从相）。如下图：

通过波形更容易理解上图的含义。如下图，主相开通时开始计时，下次开通时复位并重新开始计时，若从相滞后180度，则从相开通的时刻刚好是主相周期值的一半。利用该关系，我们可以使用上图论文的方法，将主相半周期值与从相开通时刻抓取的周期值作差，通过OTA补偿后得到电流叠加到从相斜坡调整开通时刻，即可调整相位。

第二种是用RS触发器。两相驱动分别作为RS触发器输入，两驱动错相180度时，触发器输出Q为占空比50%的方波，深度滤波后即可得到一个半电压（若Q的高电平为5V，滤平后为2.5V），该滤波值与基准电压2.5V作为误差输入，误差输出值补偿从相的斜坡即可调整从相开通时刻从而调整错相，如下图。

弄清原理就可以开始搭电路了。

使用第一种方法需要抓取周期值并保持，我第一时间想到了数字环路中用到的ZOH，灵感来得就是这么突然，真是脑洞大开，绝对原创。

先验证电路可行性：给定两个交错180度的三角波，并用各自的触发信号来触发抓取信号，原理图如下：

备注：因为电容充放电是需要时间的，所以会给周期计时带来一定误差，为了尽量减小误差，需要保证放电开关的放电电阻尽量小，放电时间尽量短，保证每个周期结束时电容电压能复位到0，还要保证先抓取完后再放电，即放电信号相对抓取信号需要给延时。验证波形如下：

周期计时也可以用自带的计数器。

以上仿真证明了ZOH+电容计时可实现周期值及半周期值的抓取与保持，可将该方法用于交错逻辑。交错电路如下：

若主从错相<180度，即从相提前开通，则错相误差信号>0，负反馈运放输出<0，VCCS输出负电流减小从相斜坡斜率，即增大从相Ton，则下个周期从相开通滞后。
电路还需要加入交流过零处的特殊处理，如过零处提前关闭从相、交错信号在过零处消隐等。另外还可在电路上加入最大最小导通时间限制，总之要实现全部仿真还是要花费大量的时间去验证分析。

闭环锁相所需的仿真时间相对较长，分析波形可以得到一种更简单的错相方法：直接在周期值的一半时开通从相即是错相180度。这种开环错相不需要通过锁相环调节， 仿真速度更快。抓取主相上一周期的周期值除以2作基准，然后引入另一电容计时，当主相开通一半时比较器翻转触发从相开通，抓取后立即将电容放电，即可实现开环错相（多相交错同样简单适用）。如下图：

 

注意以上方法不同的计时电容均使用了同样的斜坡斜率。

论文另一种方法使用RS触发器，相对容易实现，给定两个交错180度的三角波验证同样可以直观的看出效果，如下图：

 

注：由于PFC的带宽低，跑POP时不容易收敛，需要调整POP仿真参数，否则POP会报错。如下图，默认分别为1p和5，可适当加大直到收敛。

以上就是两相变频交错的实现方法，后面将介绍交错CRM BOOST PFC的总体仿真、从有桥PFC如何转换为无桥TCM交错图腾柱PFC、以及这些仿真在PSIM中的实现方法。