交错TCM图腾柱无桥PFC仿真

TCM图腾柱又称临界模式图腾柱CRM图腾柱或BCM图腾柱。

与交错CRM BOOST PFC同样，本模拟也采用电压模式恒导通时间控制，其模拟可分为功率电路，COT详见环路控制、过零检测、振动信号、变频交错控制：

交错CRM BOOST PFC仿真（一）

交错CRM BOOST PFC模拟(2)-变频错相实现方法

因为无桥PFC有正负交流半周，需要增加负半周处理的额外电路，这也是无桥PFC模拟的难点。

1.判断正负半周

无桥PFC中、驱动和负半周ZCD逻辑是不同的，所以需要加上正负半周判断，正半周POS高，负半周NEG高。也可以使用带直流位置的差分电路。

2.正负半周ZCD检测

ZCD可用互感器采集电流或检测L6562使用升压电感辅助绕组，但也需要增加负半周的逻辑处理。

参考论文《Research on Totem—Pole Bridgeless PFC Converter》正负半周电感电流过零检测采用两个绕组。

如下图所示：电感及辅助绕组：

以ZCD1、ZCD例如：在正半周内，电感储能时，电压左负右正，同名ZCD1为高，即ZCD1>ZCD2，对应PZCD为高，所以正半周时只要检测PZCD上升沿，打开Q4驱动。

同样，只要在负半周时进行检测NZCD下降边可以。

因此，为了避免触发器，还需要增加正负半周的信号筛选RS=1.这里使用延迟非门 与门截取方波上升边缘。主相相同。

波形如下：

3.驱动逻辑正负半周

半周:电感储能充电时，电流由L→L1→Q3→D2→N，续流时，电流由L→L1→Q1→Rload→D2→N，由此可知Q1、Q驱动互补，Q充电，QN可以进行续流。

负半周逻辑恰恰相反，Q为续流，QN充电。

因此，图腾柱需要从以前的建模中添加驱动交换电路UC灵感来自3854多路选择器，用比较器输出开关开关，并在驱动模块中加入死区时间，实现交换功能：

该电路使单相图腾柱在正负半周内正常运行CRM BOOST验证的功能模块可移植到交错图腾柱模拟中，但实际上交错图腾柱不能正常运行，电流波形和输出长度如下：

下一步很难分析跑出这种波形，所以先用同相驱动跑稳，然后错相:

得到波形：

展开波形可见电流进入CCM：

这是由于连续流管驱动，简单起见，直接将连续流阶段改为行走MOS体二极管可以交错TCM图腾柱模拟。

运行后，最好测量效率。由于关闭电流为负，工频二极管需要设置为一级模型。

其他电路图如下，前几期详细介绍了原理，这里就不赘述了。请移动文章开头的链接。

交错电感电流：

总结临界模式图腾柱模拟步骤：

1）单相CRM BOOST PFC验证COT环路控制、过零检测和振动信号；

2）单相CRM图腾柱验证正负半周判断，正负半周判断ZCD检测，正负半周驱动交换；

3）两相交错CRM BOOST验证开环交错和闭环交错功能；

4)验证各模块功能后，可移植到交错图腾柱PFC。

模拟从零开始，各种论文的文学原理，每个模块都是通过模拟验证一次又一次地建立起来的，多种灵感和创新，从今年1月到4月花了三个多月的时间才完成。中间的各种外壳过程非常困难，这也是最困难的模拟。

变频交错仿真确实难以实现，我做的时候也没有任何公开资料，也是机缘巧合搞数字环路仿真时从中找到了抓取保持的灵感才得以突破。现在将方法分享出来，以后大家就不要再从零开始搞交错临界图腾柱了。

目前已成功移植PSIM中，后续分享。

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