NEST009 january   2023 UCD3138

 

  1.   1
  2. 1簡介
  3. 2CCM PFC 的尖峰電流模式控制
  4. 3DCM PFC 的尖峰電流模式控制
  5. 4測試結果
  6. 5結論
  7. 6參考

3 DCM PFC 的尖峰電流模式控制

您可以將相同的演算法延伸至非連續導通模式 (DCM) 運作。圖 5 顯示 DCM 中的電感器電流波形。電感器電流在 Toff 末端下降到零，其餘 Tdcm 期間保持在零；因此，T = Ton + Toff + Tdcm。PWM 波形產生器與 圖 4 相同，但 PWM 關閉時間是 Toff + Tdcm，而不是 Toff，如 圖 6 所示。

GUID-20221214-SS0I-1XLH-PB7H-KXJLCV4F87HV-low.svg圖 5 DCM 中的 PFC 電感器電流波形。
GUID-20221214-SS0I-XJK3-VCCL-39PFXLFV5G1X-low.svg圖 6 DCM 中所建議方法的 PWM 波形產生。

重寫 方程式 4 方程式 9 會計算一個切換週期內 DCM 中的平均電流：

方程式 9. I a v g = ( I 2 - V i n * T o n 2 * L ) * T o n + T o f f T

在穩定狀態下，電感器伏特-秒必須在每個切換週期中達到平衡，進而導致 方程式 10：

方程式 10. V i n *   T o n = V o u t -   V i n *   T o f f

求解 Toff 並代入 方程式 9 後得到 方程式 11：

方程式 11. I a v g = ( I 2 - V i n * T o n 2 * L ) * T o n * V o u t T ( V o u t - V i n )

從 方程式 6，方程式 12 爲：

方程式 12. I 2 * R V R A M P = T -   T o n T

方程式 13 將鋸齒波 VRAMP 的峰值計算爲：

方程式 13. V R A M P = G v * V i n * T * V o u t - V i n T o n * V o u t + R * T o n * V i n 2 * L * T T - T o n

將 方程式 13 代入 方程式 12 並求解 I2 後得到 方程式 14：

方程式 14. I 2 = G v * V i n * T * V o u t - V i n R * T o n * V o u t + T o n * V i n 2 * L

將 I2 代入 方程式 11 後得到 方程式 15：

方程式 15. I a v g = G v * V i n * T * V o u t - V i n R * T o n * V o u t + T o n * V i n 2 * L - V i n * T o n 2 * L *   T o n * V o u t T V o u t - V i n   =   G v R * V i n

在 方程式 15 中，Gv 在穩定狀態下是恆定的，因此 Iavg 與 Vin 成正比，並遵循 Vin 的形狀。如果 Vin 是正弦波，則 Iavg 也會是正弦波，因此可達到單位功率因數。

方程式 9 到 方程式 15 對 CCM 和 DCM 都有效，所以如果鋸齒波訊號峰值是根據 方程式 13 產生的，那麼 CCM 和 DCM 都可以達到單位功率因數。

方程式 1 是 方程式 13 的特殊情況，其中 T = Ton + Toff。對於輕負載 (PFC 在低負載時會進入 DCM 模式)，且 THD 和功率因數都不重要的應用領域，請使用等式 1 簡化實作。