ZHCT460 February   2024 UCD3138

 

  1.   1
  2. 1引言
  3. 2充电模式控制
  4. 3控制律
  5. 4RHPZ 效应和解决方案
  6. 5结语
  7. 6参考文献

RHPZ 效应和解决方案

当 PFC 以 DCM 模式运行时,充电模式控制的环路补偿很简单。然而,当升压转换器以 CCM [3] 模式运行时,环路补偿成为了一个挑战,因为控制环路中会出现一个右半平面零点 (RHPZ)。RHPZ 会导致相位降幅,从而对控制环路的潜在相位裕度产生负面影响。方程式 7 将控制环路的小信号模型表示为:

方程式 7. v ^ C H A R G E d ^ = V O U T 1 - D T s L C ( 1 - s L ( 1 - D ) 2 R L O A D )   =   1   -   s ω z S ω 0

其中 RLOAD 是 PFC 的输出负载,D 是脉宽调制占空比、 ω 0 =   V O U T T 1 - D s L C ω z =   R L O A D T 1 - D 2 L

方程式 7 清楚地显示了 RHPZ ωZ。其频率随负载、升压电感和 D(D 随输入和输出电压而变化)而变化,这使得环路补偿变得非常困难。

为了消除 RHPZ,方程式 8 修改了反馈信号:

方程式 8. V C H A R G E '   =   V C H A R G E T o f f

图 7 修改了控制律,其中可以看到 IREF 现在由 VIN 调制,而不是由 VIN2 调制。

GUID-20240207-SS0I-GKGG-M7GN-ZS4HHHV42GKS-low.svg图 7 消除 RHPZ 后 PFC 的充电模式控制律。

进行这种修改后,方程式 9 将控制环路的小信号模型表示为:

方程式 9. v ´ ^ C H A R G E d ^   =   V O U T s L

RHPZ 消失,并且系统变成一阶系统,因此很容易进行补偿。

图 8 展示了通过仿真来验证新的控制算法,从而实现正弦输入电流波形。

GUID-20240209-SS0I-FLDX-XRH9-QZSDCXVHFK5M-low.png图 8 仿真结果:正弦输入电流波形。