NEST028 February 2024 UCD3138

3 控制法

既然您已了解如何獲取每個切換週期的電荷資訊，我們來看看如何使用新控制法取得正弦輸入電流波形，請參閱圖 6。

與圖 2 中所示的傳統控制法相比，有兩個不同之處：

電流迴路參考由 V_IN² 調變，而不是由 V_IN 調變。
回饋訊號是充電 V_CHARGE，不是 I_SENSE。

圖 6 PFC 的充電模式控制法。

根據圖 6，電流參考 I_REF 由以下項目提供：

方程式 1.

I_{R E F} = \frac{A C}{B}

其中，I_REF 是電流迴路參考，A 是電壓迴路輸出 G_V，B 是 V_IN 前饋控制的 Vrms²，C 是 V_IN²。

從圖 5 觀測，方程式 2 將每個開關週期的平均電感電流表示為：

方程式 2.

I_{A V G} = \frac{{(I}_{1} + I_{2}) {(T}_{o n} + T_{o f f})}{2 T}

其中 I_AVG 是平均電感器電流，I₁ 是各切換週期開始時的電感器電流，I₂ 是各切換週期中的電感器電流峰值值， T_ON 則是升壓切換 Q 開啟時間，T_OFF 是升壓二極體 D 傳導時間，T 是切換週期。

方程式 3 計算每個切換週期 C1 (V_CHARGE) 的峰值電壓爲：

方程式 3.

V_{C H A R G E} = \frac{(I_{1} + I_{2}) T_{o f f}}{2 C}

其中 C 是 C1 的電容。

在穩定狀態下，控制迴路強制 V_CHARGE 等於 I_REF (請參閱方程式 4)：

方程式 4.

V_{C H A R G E} = I_{R E F}

對於穩態操作中的升壓型轉換器，在每個切換週期內施加到升壓電感器的伏特-秒必須達到平衡 (請參閱方程式 5)：

方程式 5.

T_{o n} V_{I N} = T_{o f f} (V_{O U T} - V_{I N})

方程式 6 透過方程式 1 合併方程式 5：

方程式 6.

I_{A V G} = \frac{G_{v} V_{O U T} C}{V_{r m s}^{2} T} V_{I N}

在方程式 6 中，由於 C 和 T 都是常數，而 G_V、V_OUT 和 Vrms² 在穩態中沒有變化，I_AVG 則跟隨 V_IN。當 V_IN 為正弦波形時，I_AVG 也是正弦波形，因此可達到 PFC。請注意，方程式 2 和方程式 3 對 CCM 和非連續導通模式 (DCM) 都有效；因此方程式 6 對 CCM 和 DCM 運作都有效。