一文詳解基于TCM模式的Boost bridgeless PFC建模

Boost bridgeless PFC原理剛接觸不久，現(xiàn)在也只是略懂皮毛，個(gè)人覺得Boost bridgeless PFC是由傳統(tǒng)的boost變換器逐步改進(jìn)得來，傳統(tǒng)boost變換器電路如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)boost PFC電路

如果將圖1中的二極管D1用MOS管S2來替代，S2工作在同步整流模式，可以有效的提高變換器的變換效率，同步整流電路如圖2所示。

圖2 同步整流boost PFC電路

單相無橋PFC變換器可以分解為兩個(gè)同步整流boost PFC電路，在市電正半周期和負(fù)半周期的工作原理相同，所以分析過程中可以只分析正半周期，單相無橋PFC電路如圖3所示。

圖3 boost bridgeless PFC電路

其中，正半周期的等效電路如圖4所示。具體的工作模態(tài)這里不再展開，可以推薦大家去看論文［文獻(xiàn)1-2］，論文上分析的十分詳細(xì)。

這里結(jié)合L6562和自己的控制想法，搭建了一個(gè)Boost bridgeless PFC仿真模型?？刂圃硎峭ㄟ^檢測電感電流和MOS管Vds電壓實(shí)現(xiàn)，控制分為正負(fù)周期兩部分，當(dāng)輸入電壓為正半周期時(shí)，圖3中的開關(guān)管S12為升壓管，S11為同步整流管；當(dāng)輸入進(jìn)入負(fù)半周期時(shí)，兩只開關(guān)管的狀態(tài)相反。

通過查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，boost PFC按照輸入和輸出電壓的關(guān)系可以分為兩種情況，具體分析可以參考文獻(xiàn)［3］，按照輸入電壓vin與0.5Vo關(guān)系可以分為：當(dāng)vin《0.5Vo可以實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)ZVS，否則，不能實(shí)現(xiàn)。

圖5 軟開關(guān)的實(shí)現(xiàn)

本文按照現(xiàn)在常用GaN和MOS的基本參數(shù)搭建了1000W的模型，模型分為功率模塊、低頻臂控制、高頻臂控制、Vds電壓檢測等四個(gè)主要模塊。如圖6所示。

圖6 仿真模型

電感電流，MOS管Vds電壓，輸出電壓、輸出電流及功率波形如圖7所示。

圖7 仿真波形
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