淺談如何實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)頻率控制、負(fù)載和線(xiàn)路電壓優(yōu)化

　　圖2顯示出：

　　-當(dāng)導(dǎo)電損耗較高或處在相同范圍時(shí)，頻率反走技術(shù)增加了損耗（棕色跡線(xiàn)）。當(dāng)大的均方根電流在轉(zhuǎn)換器中環(huán)流時(shí)，如當(dāng)PFC段處在重負(fù)載、低線(xiàn)路電壓條件下，就出現(xiàn)這種情況。

　　-當(dāng)導(dǎo)電損耗略小于開(kāi)關(guān)損耗時(shí)，就需要有限程度地降低頻率。但程度必須有限。否則，就完全泯滅了在開(kāi)關(guān)損耗方面的好處，或者是無(wú)法針對(duì)導(dǎo)電損耗增加（綠色及紫色跡線(xiàn)）提供補(bǔ)償。這種情況與線(xiàn)路及負(fù)載條件相對(duì)應(yīng)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器流動(dòng)中等的電流……

　　-當(dāng)導(dǎo)電損耗相對(duì)于開(kāi)關(guān)損耗極低時(shí)（藍(lán)色及橙色跡線(xiàn)），頻率反走大幅降低總體損耗。然后，在線(xiàn)路電流較小的條件下，必須降低開(kāi)關(guān)頻率。

　　應(yīng)當(dāng)注意的是，頻率反走技術(shù)帶給MOSFET開(kāi)關(guān)損耗的好處被低估了DCM開(kāi)關(guān)損耗為將CrM開(kāi)關(guān)損耗最少。

　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

　　下述數(shù)據(jù)是使用以NCP1631（見(jiàn)參考資料［2］）驅(qū)動(dòng)的兩相交錯(cuò)式PFC段獲得的。此控制器采用頻率鉗位臨界導(dǎo)電模式（FCCrM）工作，還具有頻率反走功能。但應(yīng)當(dāng)指出的是，與CCFF（見(jiàn)下一段）相比，頻率鉗位并不取決于電流電平，而是在電流半正矢波范圍內(nèi)給定功率條件下保持恒定。圖3顯示了NCP1631 300 W評(píng)估板在施加了115 Vrms輸入電壓、10%、20%及50%負(fù)載條件下的能效。調(diào)節(jié)電路的反走特性以測(cè)量20%負(fù)載條件下三種不同工作頻率時(shí)的能效，并考慮測(cè)量其它兩種負(fù)載工作條件下兩種不同工作點(diǎn)時(shí)的能效。下面的數(shù)據(jù)印證了輕載條件下頻率下降時(shí)能效提升，且在負(fù)載較重時(shí)開(kāi)關(guān)頻率逐漸減小的情況下能效降低。

　　電流控制頻率反走（CCFF）

　　沿襲這些能效考慮因素，安森美半導(dǎo)體推出了采用所謂的電流控制頻率反走（CCFF）技術(shù)以驅(qū)動(dòng) PFC升壓段的NCP1611和NCP1612 PFC控制器。在CCFF模式下，當(dāng)線(xiàn)路電流超過(guò)設(shè)定點(diǎn)時(shí)，PFC段采用傳統(tǒng)CrM工作。相反，當(dāng)電流低于此預(yù)設(shè)值時(shí)，在線(xiàn)路電流降低到0時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率下降到約20 kHz（見(jiàn)參考資料［3］和［4］）。

　　實(shí)際上，這些控制器監(jiān)測(cè)線(xiàn)路電壓以構(gòu)建線(xiàn)路電流的信號(hào)表征。內(nèi)部計(jì)算產(chǎn)生一個(gè)電流，此電流結(jié)合外部電

　　對(duì)CrM PFC升壓段的開(kāi)關(guān)頻率進(jìn)行鉗位通常導(dǎo)致線(xiàn)路電流失真，因?yàn)閭鹘y(tǒng)電流波形原理假定采用CrM工作這種傳統(tǒng)局限在NCP1611和NCP1612中得到了克服，其方式跟安森美半導(dǎo)體的FCCrM電路類(lèi)似（如NCP1605）：集成了一個(gè)電路（稱(chēng)為VTON處理模塊）來(lái)調(diào)制導(dǎo)通時(shí)間，以補(bǔ)償存在的死區(qū)時(shí)間。此模塊基于積分器（詳情參見(jiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)表），在對(duì)開(kāi)關(guān)紋波進(jìn)行了恰當(dāng)濾波的條件下，其時(shí)間常數(shù)接近100 μs.

　　如圖5所示，在大線(xiàn)路電流條件下，CCFF升壓段傾向于采用CrM工作；隨著線(xiàn)路電流減小，控制器采用不連續(xù)導(dǎo)電模式（DCM）工作。通過(guò)這種方式，即使在DCM條件下，MOSFET導(dǎo)通時(shí)間被延長(zhǎng)，直至MOSFET漏極-源極電壓位于谷底以提供最佳節(jié)能效果。