注：本文轉(zhuǎn)載自開關(guān)電源仿真與實(shí)用設(shè)計(jì)

安森美 CRM/DCM 無橋PFC控制器 NCP1680是性能非常高的控制器，在不同的負(fù)載情況下都能達(dá)到較好的PF和ITHD電流控制效果。

下面是快速的提取出它的核心功能：

DCM多谷底控制+周期平均值電流補(bǔ)償

COT PFC控制

頻率折返控制

RMS電網(wǎng)電壓前饋

續(xù)流管同步整流控制

使用新穎的VIN*TON的電荷積分過流保護(hù)策略

///還有很多功能不在今天的討論范圍之內(nèi)哈

首先來看DCM多谷底工作，它是實(shí)現(xiàn)頻率折返工作的核心。在PFC的輕負(fù)載情況時(shí)，降低開關(guān)頻率讓PFC進(jìn)入DCM區(qū)域工作。同時(shí)通過輔助繞組來捕獲多谷底模式工作?？梢娤聢D，是來自于參考文檔1中的關(guān)于DCM區(qū)域工作的波形示意圖：

PFC控制的核心思想是保證每個(gè)開關(guān)周期的電感電流平均值按正弦規(guī)律變化，當(dāng)引入DCM區(qū)域工作時(shí)，需要適當(dāng)?shù)母鶕?jù)DCM區(qū)域的時(shí)間來補(bǔ)償ON TIME的峰值電流，實(shí)現(xiàn)DCM區(qū)域工作的電流周期平均值補(bǔ)償，其方法為根據(jù)輔助繞組測(cè)量到電感電流ZCD為起點(diǎn)到新開關(guān)周期驅(qū)動(dòng)上升沿的DCM電流空擋區(qū)域DT時(shí)間，然后根據(jù)DT在周期TSW的比例系數(shù)，乘到TON時(shí)間上，實(shí)現(xiàn)DCM周期電流平均值補(bǔ)償。

實(shí)現(xiàn)為TON = (TON /Lpf(1-DT))，等式右側(cè)為環(huán)路計(jì)算出的TON，乘以DT的系數(shù)后，得到最終的TON與PWM RAMP比較得到PWM輸出。

DCM區(qū)域波形：

CRM區(qū)域，僅僅只需補(bǔ)償一點(diǎn)點(diǎn)電感負(fù)向電流，所以環(huán)路計(jì)算TON和最終TON基本一致。

PFC的核心控制方法使用固定導(dǎo)通時(shí)間控制，無需電流內(nèi)環(huán)，直接根據(jù)電壓環(huán)的輸出決定TON時(shí)間，在電流ZCD后，重新開啟。同時(shí)為了補(bǔ)償高低壓功率平衡，使用了電網(wǎng)電壓RMS前饋。

頻率折返控制要搭配DCM區(qū)域一起工作，理想的CRM PFC是電流ZCD后，立刻開啟新的PWM。但是為了考慮降低開關(guān)頻率，人為的增加DT時(shí)間，創(chuàng)造DCM區(qū)域工作。DT時(shí)間與電壓環(huán)的輸出成反比例關(guān)系，實(shí)現(xiàn)邏輯為：當(dāng)輸出功率越大，DT時(shí)間越小。以此方法實(shí)現(xiàn)輕負(fù)載降頻工作和所需的頻率曲線設(shè)計(jì)。

現(xiàn)設(shè)在50%負(fù)載以下引入DCM區(qū)域，主要考慮輕負(fù)載降頻，在重載后全部以CRM工作，提升效率。

50%負(fù)載，少數(shù)部分DCM工作：

75%負(fù)載，已經(jīng)進(jìn)入設(shè)計(jì)的全部CRM區(qū)域：

100%負(fù)載，全程CRM：

多谷底追蹤，考慮根據(jù)環(huán)路所計(jì)算出的DT來安排，實(shí)現(xiàn)思想是當(dāng)DT時(shí)間數(shù)到后，開始看谷底信息，如果有谷底就直接開，沒谷底就等谷底?？傊贒CM區(qū)域，就是要等到谷底再開。

續(xù)流開關(guān)的同步整流控制方法：根據(jù)地線上的電流實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)TOFF的電感放電電流，使用比較器直接比較負(fù)電流即可實(shí)現(xiàn)。

過流保護(hù)實(shí)現(xiàn)方法：其實(shí)NCP1680并沒有直接監(jiān)測(cè)到SW的ON電流，只有TOFF的電感放電電流。它的過流保護(hù)主要是考慮TOFF的放電電流峰值來做，當(dāng)看到OFF階段的電路峰值很高時(shí)，就會(huì)減少ON的時(shí)間。但是這個(gè)方法不夠直接的實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。除了這個(gè)方法，我推測(cè)還可能引入了VIN*TON的伏秒積來做過流保護(hù)，因?yàn)榭刂破魇侵垒斎腚妷汉蛯?shí)際TON情況的，這樣實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)其實(shí)更容易。只是規(guī)格書里面沒有細(xì)說這一塊。這里還需要仔細(xì)研究學(xué)習(xí)。

邏輯：

運(yùn)行：

小結(jié)：學(xué)習(xí)了NCP1680的幾個(gè)主要功能的，分析了過流保護(hù)的可能實(shí)現(xiàn)方法。

參考文獻(xiàn)：

1、NCP1680 DS 安森美官網(wǎng)，歡迎點(diǎn)擊閱讀原文深入了解NCP1680。