电压型CRM Boost PFC的小信号建模分析及补偿设计

简介：
本文对电压型CRM Boost PFC电路进行小信号建模，并提出了一种有效的补偿设计方案。通过理论分析和仿真验证了该方法的有效性。 本段落介绍了一种在工作电压控制模式下的CRM-Boost功率因数校正(PFC)电路的小信号模型推导方法。由于传统的态空间平均法在这种情况下不再适用，研究采用了电流注入等效电路的方法来建立其数学模型，并在此基础上设计了补偿网络以优化控制系统性能。最后，在专业开关电源仿真平台SIMetrix SIMPLIS上实现了一个10W的CRM-Boost-PFC实例设计并通过仿真实验验证了该小信号建模方法和补偿设计方案的有效性。 电压型CRM Boost PFC电路在功率因数校正领域中，特别是在输出功率低于100瓦的应用场景下具有显著优势。这类电路能够减少开关损耗并降低电磁干扰，因此受到了广泛关注。然而，在现有文献中关于电压控制模式下的CRM-Boost PFC的小信号建模和分析研究还相对较少。 在电力电子技术的开关电源设计领域内，工作于临界导通模式(CRM)的PFC电路因其零电流开关特性而被广泛应用，这有助于降低能耗。然而，在这种模式下进行小信号模型推导时遇到了挑战：传统的态空间平均法不再适用。因此，研究人员采用了电流注入等效电路的方法来建立CRM-Boost PFC的小信号数学模型。 电压控制方式在设计过程中表现出许多优点，比如简单的设计与分析流程、良好的噪声抑制性能以及适合于多输出电源的交叉调制特性。但是，它也存在一些局限性：例如仅通过一个反馈通道来进行调节，并且需要额外设置独立的过流保护机制来确保安全运行。 通过对CRM-Boost PFC电路工作原理的研究发现，在电压控制模式下，误差放大器产生的信号与斜波比较后会触发RS触发器进而决定功率开关管的工作状态。为了进一步提高系统的性能表现，研究人员设计了补偿网络以改善动态响应和稳定性特征，并通过在SIMetrix SIMPLIS平台上的仿真测试验证了其有效性。 总之，电压型CRM Boost PFC的小信号建模分析与补偿设计对于提升开关电源的效率及可靠性至关重要。通过对这一特定模式下的PFC电路进行深入研究可以为实际应用提供理论指导和技术支持。