变频DCM如何控制升压电流，以确保获得良好的功率因数

    传统的 DCM PFC 电路使用固定频率控制算法来提供 PFC，其中使用死区时间控制来调节输出。HiperPFS-5 IC 中使用的 DCM 方法会随着输入电压和负载以及每个开关周期的变化而改变开关频率。该算法经过优化，可在输入电压和满负载时成为临界模式 (CrM)，并随着电压增加（和/或负载减少）而稳定地变得更加不连续。

    使用变频 DCM 控制来缩小高效 PFC 解决方案的尺寸

    图 1 中的图表显示了 DCM 中输入和输出之间的关系。

 

   

    图 1：用于定义 DCM 中输入电流的占空比

    占空比（DCM）可以描述为：
    使用变频 DCM 控制来缩小高效 PFC 解决方案的尺寸

    使用公式 1 中公式 2 中的D dcm ( t )，我们得到：

    等式 3。

    如果我们假设输入是正弦曲线，我们可以用( rms )中的i代替i ( t ) 以创建输入电流的表达式：

    等式 4。

    如果我们确保D 0在整个开关周期中保持恒定，则电流将跟踪电压并且 PF 将为 1。确定D 0：

    对于效率?：
    等式 5。

    重新排列：

    使用变频 DCM 控制来缩小高效 PFC 解决方案的尺寸
    在公式 2 中使用该占空比值：
    使用变频 DCM 控制来缩小高效 PFC 解决方案的尺寸

    我们有一个将占空比与频率、负载和瞬时输入电压联系起来的表达式。将此函数绘制成图表，以提供一个交流半周期（满载）内开关频率与输入电压的比较，我们看到了独特的频率曲线（图 2）。

    交流半周期的开关频率。

    图 2：交流半周期的开关频率，220 W（满载），L BOOST = 140 μH

    通过跟踪一个周期内的负载（固定 VAC - 在图 3 中，我们假设 115 VAC），可以创建一组类似的曲线。这些波形的形状对负载效率非常重要。它们还对升压电感器的尺寸和 EMI 产生影响。

    半周期内固定 VAC 的负载开关频率。
    图 3：半周期固定 VAC、115 VAC 和 L BOOST = 140 μH 时的开关频率与负载关系

    将实际波形测量与 HiperPFS-5 中实现的这些理论要求进行比较，结果显示电流形状具有良好的匹配性（图 4）。

    HiperPFS 升压 PFC 设计的理论电流（蓝色）与测量电流（红色）的比较。
    图 4：HiperPFS 升压 PFC 设计、230 VAC 和 110 W 负载的理论电流（蓝色）与测量电流（红色）的比较。注意理论开关频率的波形（右侧以蓝色显示）。
    这导致从 20% 负载到满负载的 PF 大于 0.96。