理解图腾柱TCM中负电流幅度和延时时间：优化数据存储与传输的关键技术！
电路一点通
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2023-09-19
根据理论分析，不同的交流输入电压时，可以实现ZVS的最小负电流幅度是不同的。当输入电压小于输出母线电压的一半（Uin <1/2Uo）时。由于电感电流上升和下降的斜率配合，即使没有负电流（Ineg=0），仍然可以实现主功率管的ZVS。如下图1所示。
图 1输入电压小于母线电压一半的情况下
当输入电压大于输出母线电压的一半（Uin >1/2Uo）时。由于电感电流上升和下降斜率的不同，实现ZVS的最小负电流是变化的。如下图2所示。
图 2 输入电压大于母线电压一半的情况下
根据Kolar的文献，其实现ZVS的最小负电流满足下图3所示的曲线。
图3 实现ZVS的最小负电流的曲线
但实际工程处理，需要简化此控制策略。目前的实际工程样机的调试过程中，是采用固定负电流幅度的方法，可以设置为-1.5A~-2.5A都可以较好的ZVS效果。缩小电路的相应延迟时间TCM控制的工作原理决定了其硬件电路的触发信号及DSP控制响应不能有太长的时间延迟，太长的响应延时会导致Tr过长，从而导致负电流过大问题，降低PFC工作效率及控制问题。因此，对于电感电流采样电路、电感电流ZCD电路及DSP响应时间都有很严格时间要求。A、为了满足CCM控制情况下的控制效果，分流器采集的电流信号经过一级高速运放放大，此运放选用了TI的45MHz高速运放OPA2211。考虑到目前电流采样通路采用的48Khz的低通滤波器，后续降成本可以优化该器件。B、过零信号的比较器也需要选用高速的，目前选用的是TI的两通道高速比较器TLV3502。其延迟时间为小于10ns。C、如高频管使用MOSFET，驱动IC选用低延迟时间的SI8233，其延迟时间也不超过100ns。而使用TI GAN器件LMG3410RWHR，其内部驱动延时也非常的低。
D、降低DSP的响应延迟时间。DSP的响应速度在进行ZCD及Tr控制时非常关键.
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