基于输入阻抗控制的多模式混合PFC的控制

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2022-11-30 16:30:19 858

前言：在之前我提出了DCM补偿的算法，解决了在不变化频率时DCM区域的电流谐振失真，可见：《基于输入阻抗控制策略的CCM PFC在高压和轻负载工况下的ithd优化与思考》。但是如果可以允许开关频率变化，那么就可以启用CrM的工作区域，来实现真正的全负载范围的多模式无缝切换混合模式PFC，即在一个AC周期内直接以DCM/CRM/CCM三个模式出现，并在负载变化时，自动地切换到适合的模式，目的是提升效率和ithd性能。

在前面我提出了使用固定TOFF来实现多模式的变化，但是固定OFF阶段后，失去了CRM抓谷底的意义，仅对DCM/CCM来说存在意义，因此我认为这个控制策略还需要继续改进，可见：《一种基于固定关断时间控制的多模式 BOOST PFC控制方法 P2》。

简单地说，混合PFC的控制策略就是操纵开关频率在正弦电压内进行变化来进行跨越多个区域，难点是多模式区域的增益不会统一，实现多模式优秀的电流控制效果就是难题，是需要我们思考和努力的地方了。

近几个月一直在思考这些问题，在最近突然灵光一闪，电石火光间好像找到了一种方法，下面可见控制效果。

备注：仅采样电感电流和输出电流，无输入电压的采样。

AC 110V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 1600W

CH1 红色电网电压绿色电网电流

CH2 电感电流

CH3 VDS

CH4 PWM RAMP

（低压满负载启动）

放大到AC周期

（此时工作在最低开关频率40KHZ，全部处于CCM）

AC 110V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 800W

（此时工作在最低开关频率40KHZ，全部处于CCM）

AC 110V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 400W

（此时工作在最低开关频率40KHZ，全部处于CCM）

AC 110V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 200W

（此时工作在开关频率53~100KHZ，全部处于CRM）

AC 110V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 100W

（此时工作在开关频率130~100KHZ，处于CRM/DCM）

AC 220V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 1600W

（此时工作在开关频率40~45KHZ，处于CRM/CCM）

AC 220V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 800W

（此时工作在开关频率40~90KHZ，处于CRM/CCM）

AC 220V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 400W

（此时工作在开关频率45~130KHZ，处于CRM/DCM）

AC 220V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 200W

（此时工作在开关频率80~130KHZ，处于CRM/DCM）

小结：通过在不同输入电压和负载的测试，可以看到已经很好的实现了多模式混合PFC的控制，再通过轻负载切换到CRM和最高频率限制的方法，可以优化在高压区域的PFC的效率和降低谐波失真效果，并且三种模式过度自然，电流波形失真低，算是一种不错的控制方法。关于多模式PFC的控制我还在继续思考，有新的进展在和大家交流，本人能力有限，如有错误恳请帮忙指正，谢谢。

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