交錯CRM BOOST PFC仿真(1)

交錯CRM BOOST PFC可以應(yīng)用于更大功率變換的場景，目前應(yīng)用范圍較廣，但是由于其變頻特性，利用仿真實現(xiàn)變頻交錯有一定難度。本人經(jīng)過長時間研究在SIMPLIS及PSIM環(huán)境下搭建了其仿真模型，現(xiàn)將自己的方法分享出來。

交錯TCM Totem-Pole Boost PFC

要實現(xiàn)從零開始搭建交錯CRM BOOST PFC，需要對電路模塊進行逐一驗證，即對仿真電路做加法，把每一個模塊在最簡單的電路中跑成功后再逐一加到整體電路中來。仿真過程即是一個調(diào)試過程，要不停的測波形找出BUG。

交錯驅(qū)動及電感電流

本仿真使用電壓模式恒導(dǎo)通控制及輔助繞組做過零檢測，仿真步驟是先對單相CRM BOOST仿真，使得過零檢測（輔助繞組過零檢測需要加入起振信號，否則電路不會工作，參考L6562）及ON TIME（參考UC3852）模塊正常工作，然后再加入多相交錯模式。

CRM（TCM） 模式的PFC由于在工頻周期內(nèi)開關(guān)頻率是變化的，所以不能像CCM模式一樣直接加固定延時錯相。以兩相交錯為例，我們可以直接抓取主相周期并在主相半周期時刻開通從相，此即為剛好錯相180度。多相交錯原理一樣。

交錯TCM圖騰柱PFC工作模式與交錯CRM BOOST PFC，只是在該基礎(chǔ)上增加部分控制即可實現(xiàn)。

首先我們實現(xiàn)ON TIME控制，參考UC3852：

對其進行行為建模即得如下電路：

通過恒定電流給電容Ct充電實現(xiàn)Ton計時，當(dāng)輸出電壓穩(wěn)定時，其誤差信號輸出也是穩(wěn)定值，恒定電流給電容充電產(chǎn)生電壓斜坡的斜率決定了導(dǎo)通時間，當(dāng)斜坡信號大于誤差信號時關(guān)驅(qū)動并對電容放電，電感電流下降到0時觸發(fā)ZCD控制開驅(qū)動。

當(dāng)輸出恒定時，導(dǎo)通時間恒定，即恒導(dǎo)通時間控制。

ON TIME模塊波形圖如下：

電感電流過零檢測。由于RS觸發(fā)器輸入不能同時為1，所以使用Oneshot抓取上升沿300ns作為ZCD觸發(fā)信號。

由于使用輔助繞組檢測過零信號，所以需要加入起振信號：當(dāng)無驅(qū)動時，電容被電流源充電，電容電壓大于1V時發(fā)出高電平觸發(fā)RS置位，驅(qū)動打開，此時給電容復(fù)位，該電路同樣可以限制最大關(guān)斷時間：

配合主路電后該PFC即可正常工作了。

為了更快的整定仿真環(huán)路，需要使用直流輸入獲得功率級波特圖，然后使用TYPE-2A型補償，環(huán)路公式使用MATHCAD推導(dǎo)如下：

輸入264Vdc時獲取功率級BODE圖，從下圖知20Hz處功率級增益為54.3，相位為-73。

將得到的公式及期望值代入F11窗口，即可用SIMPLIS自動求解出需要的補償參數(shù)。

補償后閉環(huán)波特圖如下，與期望值完全相符：

通對比MATHCAD及SIMPLIS得到的數(shù)據(jù)及波特圖，也可以證實仿真計算的一致性：

環(huán)路調(diào)好后，將輸入改為交流后即可得到正常的饅頭波了。

電感電流

本期先介紹單相CRM BOOST FPC實現(xiàn)方法，下一期將介紹兩相交錯的仿真實現(xiàn)方法。