负载电流控制频率反走DCM CRM混合PFC的控制策略实现与思考

前言:CRM的PFC在轻负载下存在开关频率变高,带来开关损耗和磁损耗的问题。虽然有最高频率钳位的DCM/CRM混合控制方法,可见:频率钳位的CRM/DCM PFC控制方法学习和思考。目前还有一种方法,那就是负载电流控制频率反走DCM/CRM混合PFC的控制策略,在安森美的NCP1612上就是使用这种控制方法,可以最大程度提升在10%,20%的负载点上的效率。

The NCP1612 is designed to drive PFC boost stages based on an innovative Current Controlled Frequency Fold-back (CCFF) method. In this mode, the circuit classically operates in Critical conduction Mode (CrM) when the inductor current exceeds a programmable value. When the current is below this preset level, the NCP1612 linearly decays the frequency down to about 20 kHz when the current is null. CCFF maximizes the efficiency at both nominal and light load. In particular, the stand-by losses are reduced to a minimum.

其控制策略的典型波形为,当负载较重时,会以CRM工作,当负载减弱后会以DCM的TOFF时间长度作为频率调节手段来进行降低频率的控制。可知在DCM的情况下会存在导通损耗增大的问题,这种需要用户自己去平衡DCM/CRM的工作点切换来,来优化DCM的工作范围。但是一般的情况下,低频DCM的工作时的损耗还是要低于高频DCM的磁损和开关损耗。

在之前分析过DCM的电流补偿方法,那么频率反走的CRM控制则主要是关注如何来实现以负载电流来调节TOFF的长度。在DS中ON解释了这种策略的实现方法,就是以VACSEN和VLOOP的乘法后去与CRM比较点比较,来决定进入CRM模式。在DCM则是以固定的ramp与负载电流的叠加来与该点进行比较,来实现DCM的TOFF调节,可见:

了解频率反走的思想后则可以开始考虑仿真模型中的实现:

AC 110V 200W

轻负载全程DCM,开关频率:35~45KHz之间

AC 110V 100W 开关频率30~35KHz之间

AC 110V 400W

全程CRM 开关频率40~66KHz变化

小结:可见使用负载电流控制TOFF时间后,能有效的降低轻负载的开关频率,增大了TOFF时间,能比频率钳位CRM更有效的提升轻负载效率,确实是很好的控制方法。可见该控制方法中存在DCM/CRM,如果再考虑引入CCM的控制就是可以应对全负载范围的控制方法了,这也是我一直持续研究和学习的目的。本人能力有限,如有错误恳请帮忙指正,感谢支持,谢谢。

参考文献:NCP1612 DS

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  • 电源技能成长记 2023-03-08 18:55
    支持帅哥!
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