2 充電モード制御

充電モード制御アルゴリズムは、制御における新しい概念です。対象物を制御するのにそれを検出する必要はなく、それがもたらす結果を検出することにより間接的に制御します。PFC の場合、この制御アルゴリズムは、入力電流を直接制御する代わりに、各スイッチング サイクルで PFC 出力に供給される電荷の量を制御します。このために、電荷を制御することで入力電流が正弦波になるようにする特殊な制御規則を使用します。

電荷量情報を取得するには、いくつかの方法があります。図 3 に、電流シャントと、積分器として構成したオペアンプ回路を使用する例を示します。PFC 昇圧スイッチがオフになると、インダクタ電流が PFC バルク コンデンサの充電を開始します。この電流はシャント抵抗で検出され、その後積分器で積分されます。積分器出力のピーク値は、各スイッチング サイクルで PFC 出力に供給される総電荷量を表します。この電荷 (V_CHARGE) はコントローラによりサンプリングされ、制御ループの帰還信号として使用されます。積分器は、昇圧スイッチがオフになる前に、Q1 を介してゼロまで放電されます。

図 4 に、 PFC 出力側で電流トランス (CT) を使用する別の方法を示します。CT 出力は、コンデンサ C1 に接続します。PFC 昇圧スイッチがオフになると、インダクタ電流が PFC バルク コンデンサの充電を開始します。CT がこの電流を検出し、その出力が C1 を充電します。C1 の電圧が上昇します。C1 のピーク電圧は、PFC 出力に供給される総電荷を表します。ピーク電圧 V_CHARGE はコントローラによりサンプリングされ、制御ループの帰還信号として使用されます。C1 は、昇圧スイッチがオフになる前に、Q1 を介して 0V まで放電されます。

図 5 に、充電モード制御の代表的な信号波形を示します。