4 RHPZ 効果とソリューション

PFC が DCM で動作する場合、充電モード制御のループ補償はシンプルです。ただし、昇圧コンバータが CCM モードで動作している場合、制御ループ内に右半面ゼロ (RHPZ) が現れるため、ループ補償は課題となります [3]。RHPZ は位相降下を引き起こし、制御ループの潜在的な位相マージンに悪影響を及ぼします。式 7 は、制御ループの小信号モデルを表します。

ここで、R_LOAD は PFC の出力負荷、D はパルス幅変調のデューティ サイクル ${\mathrm{\omega }}_0=\mathrm{ }\frac{{\mathrm{V}}_{\mathrm{O}\mathrm{U}\mathrm{T}}\mathrm{T}\left(1-\mathrm{D}\right)}{\mathrm{s}\mathrm{L}\mathrm{C}}$ および ${\mathrm{\omega }}_{\mathrm{z}}=\mathrm{ }\frac{{\mathrm{R}}_{\mathrm{L}\mathrm{O}\mathrm{A}\mathrm{D}}\mathrm{T}{\left(1-\mathrm{D}\right)}^2}{\mathrm{L}}$ です。

式 7 は RHPZ ω_‌Z‌ を明確に示しています。その周波数は、負荷、昇圧インダクタンス、 D (D は入力電圧と出力電圧によって変動) によって変動するため、ループ補償は非常に困難です。

RHPZ を除去するため、 式 8 に示すように帰還信号を変更します。

図 7 に、変更された制御規則を示します。この図では、I_REF は V_IN² ではなく V_IN で変調されています。

この変更により、制御ループの小信号モデルは式 9 で表されます。

RHPZ が除去され、システムが 1 次システムになるため、補償が簡単になります。

図 8 に、新しい制御アルゴリズムを検証したシミュレーション結果を示します。正弦波入力電流波形が実現されています。