交流跳周模式如何提高PFC轻负载的效率?
需要注意的是,当PFC关闭来跳跃交流周期时,需要将电流环路和电压环路冻结。否则的话,这些环路中的积分器发生累积,在PFC重新打开时生成一个较大的PWM脉冲,这个脉冲会导致一个很大的电流尖峰。
为了确定PFC是否进入轻负载状态,需要监视负载信息。正常情况下,在PFC输出上没有电流传感器,所以无法直接测量输出负载。 然而,在VIN固定时,PFC电压环路输出与负载成比例。因此,环路输出可大体上用作一个指示器,确定PFC是否运行在轻负载条件下。
如果需要跳过精确数量的交流周期才能将输出电压纹波保持在额定范围内,那么就需要准确的负载信息。由于电路中有一个测量PFC电流环路稳压输入电流的电流分流器,那么就可以测量PFC的输入功率。输入电流和电压可由模数转换器 (ADC) 进行监视,然后这些转换器可被用来计算实际的输入功率。这些准确的输入功率信息可被用来精确地调节将被跳过的交流周期的数量。
无需任何额外硬件。要获得准确PFC输入功率测量值的详细信息。
这一方法中需要注意的一点是负载瞬态期间的压降。假定PFC关闭时出现负载升压,VOUT有可能会下降很多。为了解决这个问题,用比较器将VOUT与预定阀值进行比较。一旦VOUT低于这个阀值,PFC将立即退出突发模式,交流周期跳跃被禁用,并且PFC返回到正常运行。这种处理瞬态响应的方法就好像没有特殊突发模式一样。图表6显示交流周期跳跃期间0至100%的负载瞬态效应。需要注意的是,瞬态期间的VOUT压降只有27V,这一压降值对于一个360W PFC来说很正常。
结论
全新的PFC突发模式可以在PFC运行在轻负载条件下时实现一个或多个交流周期的跳跃。因此,效率和THD都有所提升。此外, 由于PFC在交流零交叉点上打开/关闭,电路应力和EMI噪声被相应地减少。可以根据负载来精确地调节将被跳过的交流周期数量,以便最大限度地提高性能,并且将输出电压纹波保持在额定的范围内。如果负载瞬态在PFC关闭时出现,突发模式被立即禁用,而由PFC正常处理负载瞬态效应。最后,可使用一个数字控制器来轻松实现此功能,而无需其他硬件。
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