一种多模式（DCMCRMCCM）BOOST PFC 控制方法

作者： 杨帅 

前言：轻负载效率越发得到重视，如何提升轻负载？大概可以从降低开关频率，ZVS/VS，等办法来实现。那么使用何种控制方法来控制DCM/CRM/CCM三种不同的功率运行方式呢？如我们所知，CCM要平均电流模式，CRM/DCM要抓ZCD变频控制。如果要把这三种工况统一起来，使用哪一个控制方法能实现呢?
 
经过长期思考我找到了Fixed off time的方法，它可以让系统运行在CCM无需斜率补偿，运行在DCM/CRM也可以，而且无需电流内环，实现PFC控制仅需要一个电压环和AC电压采样，也就是乘法器方法，它用来决定电感电流的IPK。那么根据根据不同的功率水平决定不同的off time即可。在一个正弦周期内，可以跨越DCM/CRM/CCM三种模式，下图是参考文献1中关于开关频率的变换展示。

例运行：

（220Vac// Pout = 1.6kW）
 
而且在轻负载情况下，可以直接运行在DCM/CRM模式，在配合降低开关频率一起来达到优化light load的效率。

（220Vac// Pout = 0.26kW）
 
从一个正弦包络来看，也因为过零附件在低频DCM，中间在CCM，也等效的降低了部分硬开关的开关损耗，所以对效率的优化还是有一点点意义。但是对系统效率优化更明显是在低负载进入降频DCM/CRM的运行模式。另外电流内环使用峰值比较的方式，也简化了控制器的设计，无需用户去考虑内环的补偿器的设计问题。因此可见控制模型：

控制器设计采样AC电压和DC电压，电压环和AC电压乘法器决定电感电流峰值，当电感电流等于电流设定后，复位积分器产生的ramp，进入off time阶段，然后再设一个off timer比较点，用于翻转PWM输出。控制器设计及其简单，可在全范围内实现极高的PFC效果。

行测试 （90Vac// Pout = 2kW）：

放大（为了容易看到多模式工作，我故意设置了很低的开关频率，并非控制器不支持高频工作）：

（220Vac// Pout = 2kW）：

从这里来看，在高压输入时，开关频率会上升引起开关损耗的问题，因此下一步工作我需要解决的是在高压工作时限制开关上升的问题，可以通过动态的调整一下off time set来解决。但这种融合多模式工作的PFC控制方法必然会引起更多的人去研究和思考。
 
感谢观看，谢谢支持。本人能力有限，如有错误恳请帮忙指正，谢谢。
 
参考文献：

Fixed-off-time control of PFC pre-regulators”, 10th European conference on power electronics and applications, EPE2003, Toulouse, France, paper 382