CRM单相Boost型PFC变换器控制技术解析

图3-27为CRM单相Boost型PFC变换器的控制框图，也由电压外环和电流内环构成。电压外环的作用是控制变换器的输出直流电压，电流内环作用是使输入电流波形控制为正弦波，使输入电流波形跟踪电网电压的波形变化。

图3-27中，输入交流电压v_s经过二极管全桥整流后获得直流电压v_d，经过电阻分压后得到一个馒头形波形信号v_d1，用于Boost型电感电流波形控制。将参考电压V_ref和Boost型变换器的输出电压V_o的反馈信号分别送入电压调节器（VA），进行误差计算，电压调节器（VA）输出I_SM反映了PFC变换器需要向负载输出功率的大小。由于电压外环的带宽设计得较低，因此在一个工频周期里，电压调节器VA输出可视为恒定。通过乘法器MP，将电压调节器VA输出的近似直流信号I_SM与馒头形波形信号v_d1相乘，得到电流参考信号i_ref。电流参考信号i_ref仍保持为馒头形波形，跟踪电网瞬时电压波形变化，只是馒头形波形信号的幅度受到电压调节器VA输出I_SM的调节。

图3-27 CRM单相Boost型PFC变换器的控制框图

电流控制环采用峰值电流控制，电流传感器测得的开关管的电流（或电感电流），一旦达到电流参考信号i_ref，比较器反转，复位RS触发器，关断开关管。于是Boost型变换器进入电感电流通过Boost型二极管向负载传递能量的阶段，随着时间的推移，电感中的磁能逐步减小，电感电流也逐步减小，最后电感电流减小到零。一旦电感电流过零以后，过零检测电路就发出一个脉冲信号，置位RS触发器，于是再次开通开关管，电路进入新的一个开关周期，Boost型二极管截止，电路进入电感储存磁能阶段。在该阶段，负载能量仅由输出滤波电容提供，电感电流线性上升，上升的斜率与输入电网电压的瞬时值成正比。一旦电感电流达到电流参考信号i_ref，比较器再次反转，复位RS触发器，于是关断开关管。图3-27中，通过在Boost型电感上增加一个辅助绕组，用于电感电流过零检测（ZCD）。

Boost型变换器工作在CRM下，电感电流的波形呈三角波，电感电流波形中的各三角波峰值跟踪乘法器输出的馒头形波形信号，也就是跟踪电网电压波形。这样电感电流平均值的波形近似为一个正弦波，并且与输入电压同相位，达到了功率因数校正的目的。(www.xing528.com)

CRM单相Boost型PFC变换器采用变频控制，开关频率随输入交流电压和输出负载的变化，因此需要依据开关频率变化范围和纹波，精心设计输入电源侧EMI滤波器。

工作在CCM下的优点是：输入电流的纹波会比较小，EMI滤波器体积也较小，变换器中开关管和二极管的电流应力也较小。CCM的缺点是：输入电感值比较大，而且存在着比较严重的二极管反向恢复问题，高频工作时存在较大的开关损耗。

DCM的优缺点正好和CCM相反。其优点是：输入电感值比较小，并且不存在二极管的反向恢复问题。其缺点是：输入电流的纹波很大，需要较大的EMI滤波器，变换器中开关管和二极管中的峰值电流达到同等功率CCM变换器中的两倍以上，因此通态损耗较大。

一般来说，DCM比较适合小功率应用，如功率在数瓦至数百瓦之间的应用，而CCM比较适合更大的功率应用场合。