前言:在之前的文章中詳細分析了基于輸入阻抗控制PFC的控制方法,比如NCP1654《基于輸入阻抗控制的多模式混合PFC的控制》。但是在實際工業界還有英飛凌的ICE3PCS01G和德儀的UCC28019A/UCC28180,也是使用基于輸入阻抗的控制方法來實現對電網電壓的跟蹤。但是與NCP1654不同的地方是,ICE3PCS01G和UCC28019A的電流內環存在一個高增益高帶寬的電流內環,而NCP1654僅有一個除法器來實現。這個引入的電流內環,在沒有輸入電網電網信號的情況下如何來實現PFC的功能?
下圖是ICE3PCS01G的電流內環框圖,信息來源于其數據手冊。ISEN是電流采樣引腳,M1是電壓環的輸出,ICOMP則是內環電流OTA的補償輸出。在沒開機前,S2開關上的5V會把ICOMP電壓提升起來,用于解決開機前面幾個周期的占空比偏大問題。
簡單的分析后,可以將該原理圖轉為更容易分析的方法模型。IM流出的電流等于從R7流出到ISEN引腳的電流,因此可以看作是OTA的目的是控制CS電壓和乘法器的輸出相等,可見下圖。在運放的作用下,閉環控制使得VC*K1*VLP = CS,CS為電感電流IL*Rsen,其中VC為TOFF時間,與RAMP產生占空比。
由于C12一般使用較小的電容,可以看作是在低頻處的增益遠大于1。
從上面的分析來看,該電流環的目的也是為了實現輸入阻抗的公式,雖然沒有直接引入除法進行ISEN/VLP的控制,但是在最終傳輸公式也實現了該算法。因此,也可以根據這些idea來進行數字化的實現:
因此可以建立仿真模型,內環電流控制無需采樣輸入電網電壓。
運行:176VAC 50HZ // FSW 50KHz // LPFC 330uH // POUT 3200W
在電網上輸入3/5次諧波
小結:分析了ICE3PCS01G實現電流閉環的控制方法,建立了數字控制模型,測試取得了較好的PFC控制效果。對比開環的輸入阻抗控制方法,內環增益更高在過零點附近電流控制效果要好一些,另外內環使用PI等控制器后,在輕負載DCM會相當于在電流采樣上增加了LPF的效果,在數字系統實現時控制效果會更好一些。同時依然有輸入阻抗控制的優點,對電網的擾動響應較好,控制簡單,易于實現。感謝支持,感謝觀看。本人能力有限,如有錯誤懇請幫忙指正,謝謝。