国产滞环电流控制的无桥图腾柱PFC介绍_电流_电感

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（图一 HSA8000-N无桥图腾柱PFC方案）

它易于利用，无需用户编程。
原厂已经写入了固件，用户只需通过GUI对某些掌握参数进行修正，来知足项目的性能哀求。
由于利用数字内核，以是有较好的灵巧性。
它利用CCM和CRM两种掌握办法用来分别优化重载和轻负载的效率，使得由这个芯片掌握的PFC可以知足80Plus钛金的效率标准。
可以说是高性能做事器电源，通信电源，大功率家电的前级PFC部分的非常精良的办理方案。
特殊是对付有需求做高效率无桥图腾柱PFC，但是没有DSP掌握能力的朋友来说可以算是一个福音了。
毕竟HSA8000这个方案大略，本钱低，还算是非常喷鼻香的了。

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而且不同于常规的CCM PFC利用均匀电流模式掌握，它利用了滞环电流掌握方法。
利用这种掌握方法可以在一个正弦周期内来实现CCM和CRM两种工况的自然过渡，尤其是在CRM模式事情时。
掌握器设置滞环电流掌握器的低端比较值为零，同时再检测高频开枢纽关头点的电压，进行综合逻辑判断后能实现TCM模式，实现更高的效率。
示意图可见图二所示。
有关图腾柱PFC的详细掌握，将在后面的文章展开，这里只是功能性的先容。

（图片来自网络侵删）

（图二正弦周期内的CRM和CCM工况）

滞环掌握也称为bang-bang掌握或纹波调节器掌握，属于PWM跟踪技能，它具有实时掌握、相应速率快、鲁棒性强等特点，分别是：

它相应韶光最快（无需打算精确的均匀电流）ADC的精度哀求低（此架构中电流内环无需采样转换参与掌握）外接电感的精度哀求低（由于是基于纹波电流掌握，电感偏移20%问题也不大）环路滤波算法大略（无需打算精确的电感均匀电流）EMI性能更好（滞环直接电流掌握的自然变频）PWM分辨率哀求低（无需打算精确的电感均匀电流）过流保护能力强（Cycle by cycle比较器limits）更适用于AC/DC设计（片上有AC硬件锁相环锁定电网频率和相位）

拓扑的电感电流可以是连续模式运行，也可以是断续模式运行。
不同于峰值电流模式，利用滞环掌握时纵然电感电流连续占空频年夜于50%也无需斜坡补偿也能稳定事情。
图三是滞环掌握的实现事理，当电感电流的峰值高于掌握设定值后关闭开关管，同时电感电流低落，当电感电流低落到低于掌握设定值后再开启开关管。

（图三滞环电流掌握的实现事理）

个中（CTRL_H – CTRL_L）便是电感电流的纹波，如果通过电压外环改变电感电流掌握值的大小，就可以掌握流入电感的电流幅度，实现电流内环的掌握。
图四展示了电感电流受滞环掌握值的实时限定……

原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-351.html

第二部分CCM和CRM PFC的实现事理和仿真模型

本文将先容由滞环电流模式掌握的PFC实现和仿真建模过程。
就PFC的掌握目的来说，都是掌握流入电感的电流呈正弦并跟随输入电网的电压。
从实现的手段来看，CCM的均匀电流模式，是依赖电压电流双闭环掌握来实现，可见图一所示。
电流内环掌握电感的均匀电流，然后电压环的输出乘以电网电压来产生电流内环的跟踪指令。
关于均匀电流模式PFC的更多文章请看：

1，《均匀电流模式掌握的CCM PFC Part1》

2，《均匀电流模式掌握的CCM PFC Part2》

3，《降落单相PFC的ithd的几个点子》。

（图一均匀电流模式PFC的掌握）

下图是利用均匀电流模式掌握的PFC输入电压和电流波形：

（图二均匀电流模式的输入电压和电感电流）

而CRM PFC的掌握实现，则是让电感电流的峰值呈正弦的包络线，利用三角波的均匀值和峰值的关系来实现输入电流呈正弦。
然后检测电感电流过零电流旗子暗记（ZCD），利用这个标志位刷新开关周期。
从掌握模型来看，一样是把电压环的输出乘以电网电压得到电感电流的电流峰值设定，其掌握模型可见图三所示，下图是CRM经典掌握IC，ST的L6562的掌握事理图。

（图三 CRMPFC的掌握实现）

关于CRM PFC的更多文章请看：

1，《ON TIME 掌握的CRM PFC 建模与仿真》

下图是利用CRM掌握的PFC输入电压和电流波形：

（图四CRM PFC的输入电压和电感电流）

从两种范例的PFC掌握办法来看，不难创造如果把滞环电流掌握的低端比较值设置到零，然后依赖闭环掌握器去设置滞环比较器的低端比较值~高端比较值的大小，让这个变革量呈现正弦变革，就可以让电感电流从零开始增大到峰值，且峰值的包络线跟上了正弦波形，这样实现了CRM PFC的功能。
可见图五所示，详细的展示了CRM PFC的滞环掌握实现……

原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-6976.html

第三部分评估板的大略测试

我到电源网深圳实验室里与Javike版主一起对评估板做了一些大略的电性能测试，紧张是想看看这个掌握器的一些掌握策略在现实中的实现。
首先要解释的是我们测试的目的还是想看看滞环电流模式在实际PFC中的效果，比如ithd，效率，动态性能等等。
以是只是测试了我们感兴趣的内容……

下图是实验环境：

（图一测试环境）

首先要看的这个掌握器实现轻负载高效率的关键操作：CRM模式。
通过测试可以看到电感上存在明显的负向电流，解释此时是事情在TCM模式。
TCM可以在全体正弦电压实现ZVS 的CRM，普通的CRM，当输入电压大于0.5倍的输出电压的时候，IL的负向电流不敷，VDS不能掉落到0，导致了PFC不能够ZVS，仅是谷底开关。
用了TCM后，逼迫性增大IL的负向电流，让Vds逼迫摆到0，这样实现了全范围的ZVS，大大提高效率。
以是这才是实现轻负载高效率的关键操作。

下图是220V输入输出390V/0.35A的波形，可见在高压轻负载时也能实现非常好的Ithd掌握效果，我认为这紧张得益于芯片内部的锁相环的缘故原由，它供应了非常准确的正弦旗子暗记。
在高压轻负载也能实现这么好的效果，确实不是我们想象中普通CRM掌握器，这一点好给好评！

（图二TCM电流波形）

随着负载进一步增大，掌握器会让CRM过渡进入CCM，下图是增大负载电流到390V1A的波形，此时还是CRM模式：

（图三TCM电流波形）

让我们连续增大负载到390V/2A：可以看到此时以已经有部分工况在CCM模式了：

展开细节：

（图三TCM > CCM电流波形）

来仔细看看过零穿越点，电流从CCM过渡到CRM模式，然后过零，可以看到过零穿越的处理还是挺nice的。
对了在这个事情点是测试到了最高的效率点，98.4%……

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