前言:在之前的文章中详细分析了基于输入阻抗控制PFC的控制方法,比如NCP1654《基于输入阻抗控制的多模式混合PFC的控制》。但是在实际工业界还有英飞凌的ICE3PCS01G和德仪的UCC28019A/UCC28180,也是使用基于输入阻抗的控制方法来实现对电网电压的跟踪。但是与NCP1654不同的地方是,ICE3PCS01G和UCC28019A的电流内环存在一个高增益高带宽的电流内环,而NCP1654仅有一个除法器来实现。这个引入的电流内环,在没有输入电网电网信号的情况下如何来实现PFC的功能?
下图是ICE3PCS01G的电流内环框图,信息来源于其数据手册。ISEN是电流采样引脚,M1是电压环的输出,ICOMP则是内环电流OTA的补偿输出。在没开机前,S2开关上的5V会把ICOMP电压提升起来,用于解决开机前面几个周期的占空比偏大问题。
简单的分析后,可以将该原理图转为更容易分析的方法模型。IM流出的电流等于从R7流出到ISEN引脚的电流,因此可以看作是OTA的目的是控制CS电压和乘法器的输出相等,可见下图。在运放的作用下,闭环控制使得VC*K1*VLP = CS,CS为电感电流IL*Rsen,其中VC为TOFF时间,与RAMP产生占空比。
由于C12一般使用较小的电容,可以看作是在低频处的增益远大于1。
从上面的分析来看,该电流环的目的也是为了实现输入阻抗的公式,虽然没有直接引入除法进行ISEN/VLP的控制,但是在最终传输公式也实现了该算法。因此,也可以根据这些idea来进行数字化的实现:
因此可以建立仿真模型,内环电流控制无需采样输入电网电压。
运行:176VAC 50HZ // FSW 50KHz // LPFC 330uH // POUT 3200W
在电网上输入3/5次谐波
小结:分析了ICE3PCS01G实现电流闭环的控制方法,建立了数字控制模型,测试取得了较好的PFC控制效果。对比开环的输入阻抗控制方法,内环增益更高在过零点附近电流控制效果要好一些,另外内环使用PI等控制器后,在轻负载DCM会相当于在电流采样上增加了LPF的效果,在数字系统实现时控制效果会更好一些。同时依然有输入阻抗控制的优点,对电网的扰动响应较好,控制简单,易于实现。感谢支持,感谢观看。本人能力有限,如有错误恳请帮忙指正,谢谢。