回家跟朋友討論無橋 TCM 控制避免進入 CCM 的辦法，雖然還沒找到具有可行性的解決辦法。但是我根據(jù)這個問題，想起了曾經(jīng)發(fā)生過的一件事情：一個單相 CCM 無橋 TP PFC 在 AC 電壓過零點電流振蕩的問題，技術(shù)背景是：PWM 使用單極性調(diào)制，只控制兩個高頻管，另外兩個低頻做工頻開關(guān)。

這個問題應該算是 CCM 無橋 TP PFC 的常見問題，典型的波形可見下圖所示。下圖中紫色是電感電流，可見在過零點附近遇到了很明顯的電流振蕩問題。

（電感電流在 AC 過零點附近震蕩）

針對這個問題，我查閱過一些資料，TI 的有一個 AN 里面有介紹過這個問題的起因和解決辦法，可見參考文獻 1。拓撲結(jié)構(gòu)：

（拓撲結(jié)構(gòu)）

簡單的翻譯一下文檔里面介紹的關(guān)于這個電流振蕩的起因：

CCM 圖騰柱 PFC 的一個挑戰(zhàn)是輸入電流在交流過零時有很大的尖峰。這個問題是圖騰柱 PFC 拓撲固有的，而且起因比較復雜。能夠?qū)е逻@些尖峰的原因包括開關(guān)的開啟順序、兩個工頻管的體二極管的反向恢復速度較慢、COSS、PWM 信號的突然互換，都導致了這些電流沖擊。針對低頻體二極管的問題可以通過下面這個 PWM 邏輯來減輕影響，在 AC 過零點前面提前關(guān)閉低頻管，然后對高頻管進行軟啟動展開：

（在過零點附近增加啟動）

下面是這種策略的具體實施，過零點附近停止發(fā)波。

（具體實施）

實現(xiàn)效果可見下圖，看起來還可以。但是如果增加了這個策略后還是無法解決過零點附近的電流振蕩那該怎么辦呢？

（增加軟啟動后的實際測試效果）

實際上在 CCM 的 PFC 還有一個更重要的問題容易被人忽略，那就是電感電流超前于電網(wǎng)電壓相位，這個問題我在之前的一個視頻中提到過（視頻可見：《降低單相 PFC 的 ithd 的幾個點子》），它是因為 PFC 控制環(huán)路中輸入導納在低頻處是存在 90°超前，正是這個原因?qū)е铝?CCM 的電感電流超前。更多具體的理論推導，可見參考文獻 2。

（Y1 輸入導納的 BODE 圖）

電感電流超前電網(wǎng)電壓的波形：

（電感電流超前）

當電感電流超前且在 AC 過零換向處，假設是從 L》N 穿越這個過程。低端高頻開關(guān) Q2 的電流先是從 D》S，然后由于電感電流先過零后改變方向，使得 Q2 的電流會有一段時間是從 S》D 流。然后高端 Q1 開關(guān)續(xù)流時，Q2 的體二極管需要承受 400V 的反壓而關(guān)閉，由于之前是從 S》D 走的電流，所以體二極管會產(chǎn)生非常高的反向電流應力，再加上此時電網(wǎng)電壓非常低接近短路狀態(tài)，所以很容易產(chǎn)生較大的電流振蕩。

（開關(guān)電流在電感電流超前效應產(chǎn)生了電流反向流動）

所以針對這個問題，我提出的辦法就是解決掉電感電流超前，繼而解決開關(guān)在過零點振蕩的問題。要讓補償?shù)綦姼须娏鞯某芭c電網(wǎng)電壓同步，可以直接滯后電流內(nèi)環(huán)的給定正弦波相位即可，所以我把鎖相環(huán)的輸出直接滯后了一點，用于補償電感電流超前。通常鎖相環(huán)是 sinf（theta + xxxx），xxx 就是你的補償值，這樣即可把電感內(nèi)環(huán)給定值滯后，讓電感電流和電網(wǎng)電壓同步。

可見下圖所示，電感電流和電網(wǎng)電壓完全同步，開關(guān)的電流波形也沒出現(xiàn)從 S》D 的流動工況：

（補償電感電流超前后的開關(guān)電流，沒有 S》D 流動的工況）

小結(jié)：

根據(jù)電感電流超前的表現(xiàn)，提出了無橋圖騰柱 PFC 在 AC 過零點容易電流振蕩的一種原因，并提出補償電感電流超前來解決這個問題的方法。目前只是一個想法，在還未實測的情況下我不敢說完全有用。感謝觀看，如果有錯誤懇請幫忙指正。

參考文獻：

1，Control challenges in a totem-pole PFC

By Bosheng Sun Application Engineer， High PowerController Solutions

2，KonstantinP. Louganski， PhD diss.， GeneralizedAverage-Current-Mode Control of Single-Phase AC-DC Boost Converters with PowerFactor Correction， 2007