基于圖騰柱TCM控制方式的特性,需要直流母線電壓至少要比交流輸入的峰值電壓高10-20V以上,才能保證TCM控制的正常工作。這樣對于啟機時不控整流狀態下,母線電壓與輸入電壓峰值相等,或在AC電壓輸入較高而母線電壓最高不能超過450V的情況下,可能無法滿足上述的TCM工作的壓差條件,這樣如果強行工作在TCM狀態,會存在PFC開關頻率過低的問題, 仿真和計算發現,高壓輸入情況下,最低頻率已經到了4kHz,頻率太低EMC濾波器已經處理不了了,而且頻率低于20kHz后人耳可以聽到了;而且頻率太低的話會導致紋波電壓太高,因為我們的輸入濾波器低頻下呈現感性,高頻下呈現容性,這會影響輸入X電容的壽命,甚至有損壞風險。
圖13 PFC在不同輸入電壓情況下的工作頻率
針對上述問題,目前考慮到的有2種方法,一種為在PFC開關頻率較低時限頻,這樣就會導致電感電流在峰值處有一個凹坑,極大影響THD指標,實測限頻工作時THD都在20%以上,如圖13所示。在高壓輸入無THD指標要求的情況下可以使用該方法。
圖14 PFC采用最低限頻方式下的輸入波形
另外一種方法為是TCM和CCM的混合控制。在整個AC輸入正弦周期內,當AC瞬時電壓與PFC母線電壓壓差較低時,運行于CCM工作狀態,壓差較高時,具備TCM工作條件,則工作于TCM工作狀態。這樣既可以滿足高壓輸入情況下的THD指標,也可以滿足高壓輸入情況下較高的工作效率。
圖15 TCM和CCM混合控制示意圖
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