基于上述圖騰柱TCM的工作過程分析,可以總結出TCM控制的圖騰柱拓撲所具有的幾點優勢:
(1) 較低的器件導通損耗:
A、 全部開關器件都是采用MOSFET或GAN,沒有快速、慢速的二極管器件,僅在死區時間內有MOSFET體二極管短時續流。
B、 在每個工作時段(電感充能、放能回路)的電流回路都只流過兩個開關器件。
(2) 較低的器件開關損耗:
A、 所有的高頻MOSFET或GAN都工作在ZVS狀態。
B、 在每個工作周期內沒有二極管反向恢復損耗。
(3) 可以得到較高的功率密度:
A、 較低的開關損耗可以使得此拓撲工作在較高的開關頻率。
B、 多個TCM單元交錯并聯可以通過電感集成進一步提高功率密度。
圖騰柱的TCM控制的工作方式是變頻的,其實現方法與我們過去的定頻控制的PFC都不同。并且,由于無法精確確定下一個開關周期,其實現方法與我們的LLC的變頻控制也不相同。因此,目前的TCM控制策略,是基于觸發信號的變頻控制方法。
下圖12是TCM控制在單個開關周期的工作波形圖。其中,t2和t5時刻是驅動信號的變更時刻,此時刻的獲得方法,目前是通過外部硬件觸發信號來獲得。
圖 12單個TCM工作周期的關鍵控制時刻
對于t2的控制時刻的獲得,可以有兩種方法:(1)通過計算主功率管的開通時間Ton獲得;(2)通過硬件比較電路獲得,即峰值電流控制。
但是采用峰值電流控制有以下幾個缺點:
1)采用峰值電流控制時,由于需要對大范圍的PFC電感電流做瞬時采樣,故采樣精度無法保證,這就導致峰值電流控制效果不佳。
2)由于峰值電流需要采樣實時信號,故電流采樣濾波器帶寬需要做的很高,否則電流可能不受控,但這也導致電感電流采樣極易受干擾。
而采用計算Ton的控制方式,可以有效避免上述問題。我們選用的是第一種方法。
對于t5的控制時刻的獲得,通常是采樣到電流過零時刻t4,然后經過一定的延時時間Tr,達到t5,延時時間Tr可通過計算獲得??梢杂袃煞N方法獲得t4時刻的過零信號:(1)分流器采集過零信號;(2)飽和CT采集過零信號。預研時,我們選用的第二種方法,由于飽和CT無法采樣電感電流實時值,從而無法做CCM控制,故我們選用的是第一種方法。
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