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一種閉環輸入阻抗控制的PFC控制方法

CHANBAEK ? 來源:開關電源仿真與實用設計 ? 作者:楊帥鍋 ? 2023-05-01 09:41 ? 次閱讀
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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。

wKgZomRKJpSAJZWnAAJVs5Tw3HU739.jpg

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VCK1VLP= CS,CS為電感電流IL*Rsen,其中VC為TOFF時間,與RAMP產生占空比。

wKgaomRKJpSACavKAAD27kGqfCY540.jpg

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。

wKgZomRKJpSAFqKMAALP6Db29VE818.jpg

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:

wKgaomRKJpSAXcMVAAIqGKqbRIs507.jpg

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。

wKgZomRKJpSADA9XAAHFNYJFSqI904.jpg

運行:176V 交流 50HZ // FSW 50KHz // LPFC 330uH // 嘴唇 3200W

wKgZomRKJpSAZfILAAGI65b6bXQ827.jpg

wKgaomRKJpSAFoepAAFYekdo7gU364.jpg

在電網上輸入3/5次諧波

wKgaomRKJpSAEKXfAAHAMVYTIvo783.jpg

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。

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