LAT1425 一種PFC TCM控制模式的實現方式

引言

實現 PFC 功能最常用的電路為 BOOST 電路，其電路結構如下，根據工作過程中電感 L 的電流是否連續(xù)，其工作方式可以連續(xù)導通模式 CCM、臨界導通模式 CRM、斷續(xù)導通模式 DCM。

一般情況下，負載較重時電路工作在 CCM 模式下；隨著負載的減小，電路會進入 CRM/DCM模式，為了降低 CRM/DCM 工作模式下電路損耗，提升系統(tǒng)效率，需要想辦法實現主開關管 S（MOSFET）的零電壓導通(ZVS, Zero Voltage Switch)，TCM(Triangular Current Mode，三角電流模式)控制模式可以用來實現該目的。

PFC TCM 控制模式介紹

在 BOOST 電路中，TCM 控制模式下，當電感電流減小到零后，若開關管 S 繼續(xù)保持關斷狀態(tài)，那么電感將會與開關管 S 的寄生/并聯電容產生諧振，電感電流反向，開關管 S 的寄生/并聯電容放電。交流輸入電壓大于輸出電壓的 1/2 時，S 兩端的電壓無法諧振到 0；交流輸入電壓小于輸出電壓的 1/2 時，S 兩端的電壓將諧振到 0。

PFC TCM 控制模式的實現在 STM32G474 中，利用片上的模擬比較器、DAC 和高精度定時器可以完成 TCM 控制。

實測結果

按照以上的設計思路搭建模型，實測波形如下圖所示，圖中 C1(黃)為比較器過零參考電平，C4(綠)為電感電流波形，C3(紅)為比較器輸出波形，C2(藍)為 PWM 輸出給開關管 S 的驅動波形。

捕獲到電流過零點事件后，根據設定的延時值產生延時比較事件(CMP2 Event)，觸發(fā)定時器復位以及 PWM 驅動重新輸出。

小結

FPC TCM 控制模式在降低開關損耗，提升系統(tǒng)效率方面優(yōu)勢明顯，但是控制方式相對復雜，本文基于 TCM 工作原理，利用 STM32G474 的片上資源設計了一種可用于 TCM 控制的方案，可幫助客戶快速實現功能。