淺談如何實現開關頻率控制、負載和線路電壓優化

　　圖2顯示出：

　　-當導電損耗較高或處在相同范圍時，頻率反走技術增加了損耗（棕色跡線）。當大的均方根電流在轉換器中環流時，如當PFC段處在重負載、低線路電壓條件下，就出現這種情況。

　　-當導電損耗略小于開關損耗時，就需要有限程度地降低頻率。但程度必須有限。否則，就完全泯滅了在開關損耗方面的好處，或者是無法針對導電損耗增加（綠色及紫色跡線）提供補償。這種情況與線路及負載條件相對應，導致轉換器流動中等的電流……

　　-當導電損耗相對于開關損耗極低時（藍色及橙色跡線），頻率反走大幅降低總體損耗。然后，在線路電流較小的條件下，必須降低開關頻率。

　　應當注意的是，頻率反走技術帶給MOSFET開關損耗的好處被低估了DCM開關損耗為將CrM開關損耗最少。

　實驗數據

　　下述數據是使用以NCP1631（見參考資料［2］）驅動的兩相交錯式PFC段獲得的。此控制器采用頻率鉗位臨界導電模式（FCCrM）工作，還具有頻率反走功能。但應當指出的是，與CCFF（見下一段）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給定功率條件下保持恒定。圖3顯示了NCP1631 300 W評估板在施加了115 Vrms輸入電壓、10%、20%及50%負載條件下的能效。調節電路的反走特性以測量20%負載條件下三種不同工作頻率時的能效，并考慮測量其它兩種負載工作條件下兩種不同工作點時的能效。下面的數據印證了輕載條件下頻率下降時能效提升，且在負載較重時開關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，安森美半導體推出了采用所謂的電流控制頻率反走（CCFF）技術以驅動 PFC升壓段的NCP1611和NCP1612 PFC控制器。在CCFF模式下，當線路電流超過設定點時，PFC段采用傳統CrM工作。相反，當電流低于此預設值時，在線路電流降低到0時，開關頻率下降到約20 kHz（見參考資料［3］和［4］）。

　　實際上，這些控制器監測線路電壓以構建線路電流的信號表征。內部計算產生一個電流，此電流結合外部電

　　對CrM PFC升壓段的開關頻率進行鉗位通常導致線路電流失真，因為傳統電流波形原理假定采用CrM工作這種傳統局限在NCP1611和NCP1612中得到了克服，其方式跟安森美半導體的FCCrM電路類似（如NCP1605）：集成了一個電路（稱為VTON處理模塊）來調制導通時間，以補償存在的死區時間。此模塊基于積分器（詳情參見產品數據表），在對開關紋波進行了恰當濾波的條件下，其時間常數接近100 μs.

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