图 1-1 展示了一种基本图腾柱 PFC 结构。不同于升压转换器，图腾柱 PFC 的控制更为复杂。根据输入电压 VAC 极性，高频 FET Q1 和 Q2 交替用作 PFC 有源开关或同步开关，而低频 FET Q3 和 Q3 在电网频率下开关。基本控制逻辑可参考图腾柱 PFC 中的控制挑战。在实际应用中，需要考虑当功率级进入过载、轻负载或故障状况时，如何更好地处理瞬态条件，这在建议的 PWM 配置中进行了讨论。

图 1-1 图腾柱 PFC 结构

当 PFC 进入过载状况时，例如，在从高压线路到低压线路出现瞬态交流电压时，或发生某些故障事件时，需要通过基于 CBC 的 PWM 关断控制来实施过流保护，从而限制 PFC 电感器电流而不是关断功率级。通常情况下，在电感器电流达到过流阈值时，常见的做法是配置 Q1 和 Q2 的 PWM 输出，使其一起关断。但是，这可能会为功率级带来风险，尤其是在高温条件下。

由于反向恢复问题，不能在连续导通模式 (CCM) 图腾柱 PFC 中使用常规 MOSFET，因此 Q1 和 Q2 需要是 GaN 或 SiC FET。如“GaN 的第三象限操作”（位于 GaN 是否具有体二极管？- 了解 GaN 的第三象限操作）中所述，第三象限操作下的反向导通电压 Vsd 要高得多，电压范围为 3V 至 5V，如果反向电流更大，这个电压也会更大，这也适用于 SiC。高反向导通电压会导致过度损耗，并会给器件的热限制和系统可靠性带来问题。以正周期运行为例，如图 1-2 所示，采用传统 PWM 配置时，当高侧和低侧 FET 在过流事件中关断后，大电感电流将继续在高侧 FET 上流动，因此由于第三象限操作，导通损耗会增加，这可能会导致结温升高并导致 GaN 或 SiC 发生热损坏。

图 1-2 实现传统 CBC 保护的 PWM 配置

因此，图 1-3 展示了 PWM 配置的理想 CBC 保护方案。同步开关的 PWM（在本例中为用于正周期的高侧 FET Q1）应在有源开关关断后导通，并具有自定义死区时间。但是，ePWM 的传统跳闸区域 (TZ) 子模块无法用于实现上述逻辑。如图 1-4 所示，当发生逐周期跳闸事件时，会立即在 ePWMxA 和 ePWMxB 输出上执行 TZ 子模块中指定的操作，没有任何延迟，这是因为 TZ 子模块是 ePWM 输出之前的最后一部分。此外，对于图腾柱 PFC，用于有源 FET 和同步 FET 的 ePWM 输出根据 VAC 极性而有所不同，因此 TZ 子模块内设置的操作无法自动在正周期和负周期都起作用。

图 1-3 实现理想 CBC 保护的 PWM 配置

图 1-4 ePWM 子模块