基於輸入阻抗控制策略的CCM PFC在高壓和輕負載工況下的ithd優化與思考

作者：楊帥鍋

在之前我提過普通定頻控制的CCM PFC在高壓和輕負載會進入DCM情況，此時DCM和CCM的電感電流平均值的計算方法不同導致電流波形存在很明顯的畸變，因此如果可以在DCM區域補償電流即可優化全負載範圍的電流ithd。可見下圖是高壓輸入的電流，黃色是電感電流，紫色是電流平均值，工作區域包含DCM和CCM。

而CCM：

因此工作的重點就是如何去補償DCM的電流波形，是通過調頻還是其它方法，這就是我們需要去努力研究和要解決的問題了。最近我對這個問題的思考終於有了一點點可行性的實現方法，我們可以來看看它的實現效果。

系統：AC 220V 50HZ/ LPFC 270UH/ FSW 66KHZ/ 1.6KW額定功率

（ithd 0.0382 ，滿負載必須可以）

AC 220V 50HZ/ LPFC 270UH/ FSW 66KHZ/ 800W 50%功率

（過零點附近開始有DCM區域 ithd 0.0382 ，幾乎沒變化）

AC 220V 50HZ/ LPFC 270UH/ FSW 66KHZ/ 400W 25% 功率

（大部分都是DCM區域 ithd 0.045 ，依然優秀）

AC 220V 50HZ/ LPFC 270UH/ FSW 66KHZ/ 200W 20% 功率

（DCM區域 ithd < 5% ，依然優秀）

AC 220V 50HZ/ LPFC 270UH/ FSW 66KHZ/ 100W 10% 功率

（DCM區域 ithd < 7% ，秀的飛起）

小結：提出一種補償DCM和CCM的電流方法，可以解決定頻CCM PFC控制上高壓和輕負載區域的電流諧波問題，並且無需採樣電網輸入電壓。也很容易實現，是一種還可以的PFC控制方法……

原文連結：https://www.dianyuan.com/eestar/article-5964.html

開關電源環路學習筆記2：線性化條件

作者：硬體工程師煉成之路

秒針的速度

先來看這樣的一個例子：

上面這個時鐘，秒針能一秒發出一個「噠」聲。我如果說秒針是勻速旋轉的，大家應該沒什麼異議吧，秒針每過1秒轉動1小格，確實是勻速旋轉，即秒針轉的弧度與時間是線性關係。

但是如果我說秒針是每時每刻都是勻速旋轉的，那就不對了吧。仔細觀察的話，這種時鐘，實際是時間每過1秒，迅速轉動一小格，然後等待一秒，到了一秒後馬上又轉動一小格，所以它的速度並不是每時每刻都是一樣的，期間甚至有靜止不動的時候，即秒針轉的弧度與時間並不是絕對的線性關係。

總之，嚴格來說，秒針轉的弧度與時間並不是線性關係，但是如果滿足一定的條件——時間夠長，我們把它當成線性關係去看待反而會使問題更為簡單，在計算一定時間秒針轉了多少圈這種問題時，得到的結果也能接受，誤差並不太大。

類似時鐘的例子，在滿足一定條件的時候，開關電源也可以看成是線性系統。

那問題來了，這個一定條件，到底是什麼條件呢？

開關電源線性化的條件

要知道線性化的條件，那自然要知道開關電源哪裡不是線性的。我們還是以最常見的電壓反饋型的buck為例子吧。

下圖是電壓反饋型的BUCK的系統結構框圖

整個系統結構主要有4個部分：

1、採樣網絡

2、放大和補償器

3、脈衝調製器

4、開關變換器

採用網絡

採樣網絡一般就是指FB上面的兩個分壓電阻，採樣網絡的輸入是電源的輸出Vo，採樣網絡的輸出是FB的電壓，很明顯，它們是線性的。

比如下面buck晶片MP1484電路，這一級的傳遞函數都能很容易寫出來，是線性的……

原文連結：https://www.dianyuan.com/eestar/article-6001.html

基於輸入阻抗控制的多模式混合PFC的控制

作者：楊帥鍋

簡單地說，混合PFC的控制策略就是操縱開關頻率在正弦電壓內進行變化來進行跨越多個區域，難點是多模式區域的增益不會統一，實現多模式優秀的電流控制效果就是難題，是需要我們思考和努力的地方了。

近幾個月一直在思考這些問題，在最近突然靈光一閃，電石火光間好像找到了一種方法，下面可見控制效果。

備註：僅採樣電感電流和輸出電壓，無輸入電壓的採樣。

AC 110V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 1600W

CH1 紅色 電網電壓 綠色 電網電流

CH2 電感電流

CH3 VDS

CH4 PWM RAMP

（低壓滿負載啟動）

放大到AC周期

（此時工作在最低開關頻率40KHZ，全部處於CCM）

AC 110V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 800W

（此時工作在最低開關頻率40KHZ，全部處於CCM）

AC 110V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 400W

（此時工作在最低開關頻率40KHZ，全部處於CCM）

AC 110V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 200W

（此時工作在開關頻率53~100KHZ，全部處於CRM）

AC 110V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 100W

（此時工作在開關頻率130~100KHZ，處於CRM/DCM）

AC 220V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 1600W

（此時工作在開關頻率40~45KHZ，處於CRM/CCM）

AC 220V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 800W

（此時工作在開關頻率40~90KHZ，處於CRM/CCM）

AC 220V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 400W

（此時工作在開關頻率45~130KHZ，處於CRM/DCM）

AC 220V// 50HZ /LPFC 330UH // POUT 200W

（此時工作在開關頻率80~130KHZ，處於CRM/DCM）

小結：通過在不同輸入電壓和負載的測試，可以看到已經很好的實現了多模式混合PFC的控制，再通過輕負載切換到CRM和最高頻率限制的方法，可以優化在高壓區域的PFC的效率和降低諧波失真效果，並且三種模式過度自然，電流波形失真低，算是一種不錯的控制方法……

原文連結：https://www.dianyuan.com/eestar/article-5963.html

MOS驅動好不好，波形一看就知道

作者：硬體筆記本

如何從MOS管的驅動波形來判斷驅動好不好，到底是哪裡出了問題？本文分享幾種常見的MOS管驅動波形。

基礎知識

一般認為三極體是電流驅動型，所以驅動三極體，要在基極提供一定的電流。

一般認為MOS管是電壓驅動型，所以驅動MOS管，只需要提供一定的電壓，不需要提供電流。

實際是這樣嗎？

由於MOS管的製作工藝，決定了本身GS之間有結電容以及GD之間有彌勒電容，DS也有寄生電容，這使得MOS管的驅動變得不那麼簡單。

備註：如下圖為軟體繪製，示意圖僅供參考，便於理解。

1、MOS正常驅動波形

描述：MOS一般是慢開快關，上升沿相對下降沿較緩，整體看起來近似方波，比較完美。

2、MOS驅動波形略微震盪

描述：肉眼可見這也是方波，上升沿和下降沿都比較陡峭，開關速度比較快，管子損耗小，只是管子有略微的震盪。

解決手段：適度加大柵極驅動電阻。

3、MOS驅動波形邊沿緩慢

描述：波形的上升沿和下降沿非常緩慢，甚至可能近似三角波，可嘗試將柵極驅動電阻減小，如果變化不大，很可能是驅動晶片的驅動能力不足引起。

解決手段：更換驅動能力較強的驅動晶片。

4、MOS驅動高頻振鈴

描述：可以看出，管子震盪的非常厲害，有很大一部分時間都工作在線性區，損耗非常大。用紅外測溫儀查看，管子秒秒鐘溫升幾十度，斷電稍微慢一點，管子就被熱死了。

解決手段：這種情況一般都是布板的問題，不用調參數，調了也沒用，只能重新畫板子……

原文連結：https://www.dianyuan.com/eestar/article-6022.html

開關管的驅動器選型及驅動電路設計

作者：電源技能成長記

電源常用的開關器件有MOSFET、IGBT、SiC MOSFET和GaN，這幾種器件均為電壓驅動型器件，不同類型器件的驅動電路也不完全相同，比如MOSFET通常驅動電壓為12V；IGBT驅動電壓達到15V，SiC MOSFET驅動電壓15~18V，需要負壓關斷；GaN根據電壓等級和器件本身結構驅動電壓不相同，200V以下器件用有6V，200V以上Cascode結構器件用15V。應用中，採用雙脈衝實驗測試開關管的動態性能，根據需求設計驅動電路和選擇驅動器。

單管變換器只需要採用單通道驅動器即可，半橋驅動可以採用雙通道驅動、自舉驅動或推挽驅動等。先前在自學驅動電路時找到了一篇講述各種驅動電路設計的文章《高速MOSFET門極驅動電路設計與應用指南》，文章中詳細地講述了各種形式驅動電路的原理和設計方法。

下面講述一下自己在設計DAB變換器時對驅動電路的考慮，DAB變換器由變壓器原副邊兩個全橋電路和磁性器件組成，兩個全橋結構共有8隻開關管，設計中為了簡化驅動電路和提高驅動的可靠性，選擇了隔離式雙通道驅動器NSI6602（申請的樣品）。之前做驅動和選擇器件時，查閱國際大廠UCC系列的驅動，由於大環境影響，在價格和缺貨的雙重影響下，選擇了國產器件的替代，找到了上述這款與UCC系列隔離雙通道器件引腳功能對應的器件，在搭建變換器的過程中，該器件發揮了很大的作用，驅動穩定可靠（沒有進行詳細的動態測試）

該器件採用電容隔離方案，是一款高可靠性的隔離式雙通道柵極驅動器IC，可以設計為驅動高達2MHz開關頻率的功率電晶體。每個輸出可以以快速的25ns傳播延遲和5ns的最大延遲匹配來提供最大4A/6A的拉灌電流能力。

半橋驅動電路設計參考

參考設計

根據器件數據書冊和參考設計電路研製了半橋驅動模塊。測試了DAB變換器單移相調製時序……

原文連結：https://www.dianyuan.com/eestar/article-6021.html

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