一种PFC控制中简单的X电容超前电流补偿的方法

前言:在PFC控制中,通常存在在高压230V输入时轻负载PF值下降的问题,一种方法是优化DCM区域的控制方法,另一个问题是在高压230V输入时X电容引入的电流超前也劣化了PF值和入网电流。

电流波形:

上图是入网电流的示意图,它包含了PFC电感电流和X电容引入的超前电流。特别是在轻负载工作时,X电流引入的超前电流导致在AC零点后突然拉,在后面又直接导致提前到零。因此在PFC的控制上需要根据输入电压和X电容大小来优化电感电流,以实现IC+IL能达成最佳的正弦波。X电容的超前电流可以根据公式计算得出:

为了最佳化全电压范围的X电容补偿方法,建议在90/150/220/270四个AC电压上可以改变补偿电流大小。

了解原理后,可以考虑实现,有两个方法可以引入X电容补偿:1、改变内环电流给定值,2、在电流采样上叠加补偿量。

更具体的实现方法是在AC零点后启动一个下降ramp,然后乘以补偿电流幅度,最后叠加到电流采样上,其它都不需要改变了。可见:

CH3是X电容电流补偿:

叠加到电流采样后,目的是AC零点后直接把IL抬高,这样就可以骗内环控制器,内环控制器看到电流输入变大后就会自动减少零点后的占空比,减少电感电流的目的,而在后面减少电感电流采样值,环路就会在后面加大占空比,增大PFC的IL电流,即可实现X电容电流补偿:

此时AC 235V  2.5KW,ithd 3%,下面取消X电流补偿后:

此时AC 235V  2.5KW,ithd 5%,可以看到输入电流明显地向左侧偏头。

小结:根据X电容超前电流引起的高压PF下降问题,提出一种简单的补偿方法,可以改善高压的PFC控制性能。本人能力有限,如有错误,恳请帮忙指正,谢谢。感谢支持。

参考文档:

1、TEA2017 DS

2、HR1211 DS

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