交錯CRM BOOST PFC仿真(2)

上一期通過單相CRM BOOST PFC仿真已經(jīng)把主功率電路、環(huán)路控制ON TIME、過零檢測、起振信號驗(yàn)證完成，接下來就是加入交錯電路，實(shí)現(xiàn)兩相變頻交錯。

第一步是先把單相臨界模式PFC直接改為兩相并聯(lián)，共用驅(qū)動，保證功率電路能正常工作，并將環(huán)路參數(shù)調(diào)好，調(diào)試方法請參考交錯CRM BOOST PFC仿真（一）。

功率級和環(huán)路調(diào)好后就只剩下把兩相驅(qū)動交錯了。

一種是抓取主相周期值除以2并與從相的周期值相減，得到誤差信號來調(diào)節(jié)從相斜坡的斜率即增加或減小從相的導(dǎo)通時間（也可以同時調(diào)節(jié)主相與從相）。如下圖：

通過波形更容易理解上圖的含義。如下圖，主相開通時開始計(jì)時，下次開通時復(fù)位并重新開始計(jì)時，若從相滯后180度，則從相開通的時刻剛好是主相周期值的一半。利用該關(guān)系，我們可以使用上圖論文的方法，將主相半周期值與從相開通時刻抓取的周期值作差，通過OTA補(bǔ)償后得到電流疊加到從相斜坡調(diào)整開通時刻，即可調(diào)整相位。

第二種是用RS觸發(fā)器。兩相驅(qū)動分別作為RS觸發(fā)器輸入，兩驅(qū)動錯相180度時，觸發(fā)器輸出Q為占空比50%的方波，深度濾波后即可得到一個半電壓（若Q的高電平為5V，濾平后為2.5V），該濾波值與基準(zhǔn)電壓2.5V作為誤差輸入，誤差輸出值補(bǔ)償從相的斜坡即可調(diào)整從相開通時刻從而調(diào)整錯相，如下圖。

弄清原理就可以開始搭電路了。

使用第一種方法需要抓取周期值并保持，我第一時間想到了數(shù)字環(huán)路中用到的ZOH，靈感來得就是這么突然，真是腦洞大開，絕對原創(chuàng)。

先驗(yàn)證電路可行性：給定兩個交錯180度的三角波，并用各自的觸發(fā)信號來觸發(fā)抓取信號，原理圖如下：

備注：因?yàn)?a href="http://wenjunhu.com/tags/電容/" target="_blank">電容充放電是需要時間的，所以會給周期計(jì)時帶來一定誤差，為了盡量減小誤差，需要保證放電開關(guān)的放電電阻盡量小，放電時間盡量短，保證每個周期結(jié)束時電容電壓能復(fù)位到0，還要保證先抓取完后再放電，即放電信號相對抓取信號需要給延時。驗(yàn)證波形如下：

周期計(jì)時也可以用自帶的計(jì)數(shù)器。

以上仿真證明了ZOH+電容計(jì)時可實(shí)現(xiàn)周期值及半周期值的抓取與保持，可將該方法用于交錯邏輯。交錯電路如下：

若主從錯相<180度，即從相提前開通，則錯相誤差信號>0，負(fù)反饋運(yùn)放輸出<0，VCCS輸出負(fù)電流減小從相斜坡斜率，即增大從相Ton，則下個周期從相開通滯后。
電路還需要加入交流過零處的特殊處理，如過零處提前關(guān)閉從相、交錯信號在過零處消隱等。另外還可在電路上加入最大最小導(dǎo)通時間限制，總之要實(shí)現(xiàn)全部仿真還是要花費(fèi)大量的時間去驗(yàn)證分析。

閉環(huán)鎖相所需的仿真時間相對較長，分析波形可以得到一種更簡單的錯相方法：直接在周期值的一半時開通從相即是錯相180度。這種開環(huán)錯相不需要通過鎖相環(huán)調(diào)節(jié)， 仿真速度更快。抓取主相上一周期的周期值除以2作基準(zhǔn)，然后引入另一電容計(jì)時，當(dāng)主相開通一半時比較器翻轉(zhuǎn)觸發(fā)從相開通，抓取后立即將電容放電，即可實(shí)現(xiàn)開環(huán)錯相（多相交錯同樣簡單適用）。如下圖：

注意以上方法不同的計(jì)時電容均使用了同樣的斜坡斜率。

論文另一種方法使用RS觸發(fā)器，相對容易實(shí)現(xiàn)，給定兩個交錯180度的三角波驗(yàn)證同樣可以直觀的看出效果，如下圖：

注：由于PFC的帶寬低，跑POP時不容易收斂，需要調(diào)整POP仿真參數(shù)，否則POP會報錯。如下圖，默認(rèn)分別為1p和5，可適當(dāng)加大直到收斂。

以上就是兩相變頻交錯的實(shí)現(xiàn)方法，后面將介紹交錯CRM BOOST PFC的總體仿真、從有橋PFC如何轉(zhuǎn)換為無橋TCM交錯圖騰柱PFC、以及這些仿真在PSIM中的實(shí)現(xiàn)方法。