电流型控制在单相PFC中的进展与挑战

单相PFC变换器中的电流型控制发展起源于传统电压型控制的局限性，后者在稳定性和效率上存在条件依赖。电压型控制主要问题在于响应速度较慢，过载和短路保护有限，且对输入电压扰动较为敏感。为了解决这些问题，电流型控制应运而生，它采用双环控制系统，提供更快的响应速度和更好的保护功能，如过载保护和输入电压前馈补偿。 电流型控制的优势在于： 1. 快速响应：电流控制能够更快地调整输入电流，提高功率因数，适应瞬时负载变化。 2. 安全保护：具备过载和短路保护机制，增强了系统的稳定性。 3. 并联性：电流控制允许多台变换器串联或并联工作，扩展了系统的灵活性。 4. 噪声抑制：电流控制信号来自输出电流，理论上能减少功率级电路谐振带来的噪声。 然而，电流型控制也存在挑战： 1. 设计复杂性：双环控制结构增加了电路设计的难度，需要精确的闭环控制。 2. 控制稳定性：电流上升率较低可能导致控制环在高占空比下不稳定，抗干扰能力较差。 3. 电源噪声：控制信号易受谐振影响，特别是来自功率级电路的噪声。 针对这些问题，研究者们发展了多种解决方案，例如： - 峰值电流型控制：包括双基准开关控制技术和定频峰值电流控制技术。双基准开关控制利用两个参考信号来调节开关，但受负载影响大，滤波器设计复杂；定频峰值控制则在电流达到基准值时关闭开关，简化了控制，但可能牺牲一定的动态响应。 此外，还有单周期控制和无电流传感器控制，这些技术旨在减少控制环的复杂性，提升系统的实用性，尤其是在中高功率应用中，电流型控制因其优势被广泛应用到各种拓扑，如Buck、Boost、Flyback、Cuk和Sepic变换器，甚至在DCM工作的Boost和Flyback变换器中。 单相PFC变换器中电流型控制的发展是对传统电压型控制的改进，通过优化控制策略和拓扑结构，克服了原有控制方式的不足，为提高电力电子设备的性能和可靠性提供了有力支持。