KOKT009 january 2023 UCD3138

3 DCM PFC를 위한 피크 전류 모드 제어

동일한 알고리즘을 DCM(불연속 전도 모드) 작동으로 확장할 수 있습니다. 그림 5은(는) DCM에서 인덕터 전류 파형을 나타냅니다. 인덕터 전류는 T_off의 끝에서 0으로 떨어지고, 나머지 기간 T_dcm 동안 0으로 유지됩니다. 따라서 T = T_on + T_off + T_dcm이 됩니다. 그림 6에서 보다시피, PWM 파형 생성기는 그림 4와(과) 동일하지만 PWM 오프 시간은 T_off + T_dcm이며 T_off가 아닙니다.

그림 5 DCM에서 PFC 인덕터 전류 파형.

그림 6 DCM에서 제안된 방법에 대한 PWM 파형 생성.

방정식 4에서 방정식 9(으)로 재라이팅하면 스위칭 사이클 하나에 대해 DCM에서 평균 전류를 계산합니다.

방정식 9.

I_{a v g} = {(I}_{2} - \frac{V_{i n} * T_{o n}}{2 * L})를 위한 직렬 전압 레퍼런스 * \frac{T_{o n} + T_{o F F}}{T}

안정 상태에서, 각 스위칭 사이클에서 인덕터 전압 초는 반드시 균형이 맞아야 하며, 그 결과 방정식 10이(가) 됩니다.

방정식 10.

V_{i n} * T_{o n} = (V_{o u t} - V_{i n}) * T_{o F F}

T_off에 대해 풀고 방정식 9을(를) 대체하면 방정식 11이(가) 됩니다.

방정식 11.

I_{a v g} = {(I}_{2} - \frac{V_{i n} * T_{o n}}{2 * L})를 위한 직렬 전압 레퍼런스 * \frac{T_{o n} * V_{o u t}}{T (V_{o u t} - V_{i n})를 위한 직렬 전압 레퍼런스}

방정식 6에서, 방정식 12은(는):

방정식 12.

\frac{I_{2} * R}{V_{R A M P}} = \frac{{T - T}_{o n}}{T}

방정식 13은(는) 톱파 V_RAMP의 피크 값을 다음과 같이 계산합니다.

방정식 13.

V_{R A M P} = (\frac{G_{v} * V_{i n} * T * (V_{o u t} - V_{i n})}{T_{o n} * V_{o u t}} + \frac{R * T_{o n} * V_{i n}}{2 * L}) * \frac{T}{T - T_{o n}}

방정식 13을(를) 방정식 12(으)로 대체하고 I₂에 대해 풀면 결과는 방정식 14이(가) 됩니다.

방정식 14.

I_{2} = \frac{G_{v} * V_{i n} * T * (V_{o u t} - V_{i n})}{R * T_{o n} * V_{o u t}} + \frac{T_{o n} * V_{i n}}{2 * L}

I₂을(를) 방정식 11로 대체하면 방정식 15이(가) 나옵니다.

방정식 15.

I_{a v g} = (\frac{G_{v} * V_{i n} * T * (V_{o u t} - V_{i n})}{R * T_{o n} * V_{o u t}} + \frac{T_{o n} * V_{i n}}{2 * L} - \frac{V_{i n} * T_{o n}}{2 * L}) * \frac{T_{o n} * V_{o u t}}{T (V_{o u t} - V_{i n})} = \frac{G_{v}}{R} * V_{i n}

방정식 15에서 G_v는 안정 상태에서 상수입니다. 따라서 I_avg는 V_in에 비례하며 V_in의 형태를 따릅니다. V_in이 사인파이면 I_avg도 사인파가 되어 단일 역률을 달성합니다.

방정식 9~방정식 15은(는) CCM과 DCM에 대해 모두 유효하기 때문에 방정식 13에 따라 톱파 신호 피크 값이 생성되면 CCM 및 DCM 모두에 대한 단일 역률을 달성할 수 있습니다.

방정식 1은(는) T = T_on + T_off인 특별한 방정식 13 경우입니다. 경부하(PFC는 경부하에서 DCM 모드에 있음), THD 및 역률이 중요하지 않은 애플리케이션의 경우 방정식 1을 사용하여 구현을 단순화합니다.