LAT1425 一种PFC TCM控制模式的实现方式

引言

实现 PFC 功能最常用的电路为 BOOST 电路，其电路结构如下，根据工作过程中电感 L 的电流是否连续，其工作方式可以连续导通模式 CCM、临界导通模式 CRM、断续导通模式 DCM。

一般情况下，负载较重时电路工作在 CCM 模式下；随着负载的减小，电路会进入 CRM/DCM模式，为了降低 CRM/DCM 工作模式下电路损耗，提升系统效率，需要想办法实现主开关管 S（MOSFET）的零电压导通(ZVS, Zero Voltage Switch)，TCM(Triangular Current Mode，三角电流模式)控制模式可以用来实现该目的。

PFC TCM 控制模式介绍

在 BOOST 电路中，TCM 控制模式下，当电感电流减小到零后，若开关管 S 继续保持关断状态，那么电感将会与开关管 S 的寄生/并联电容产生谐振，电感电流反向，开关管 S 的寄生/并联电容放电。交流输入电压大于输出电压的 1/2 时，S 两端的电压无法谐振到 0；交流输入电压小于输出电压的 1/2 时，S 两端的电压将谐振到 0。

PFC TCM 控制模式的实现在 STM32G474 中，利用片上的模拟比较器、DAC 和高精度定时器可以完成 TCM 控制。

实测结果

按照以上的设计思路搭建模型，实测波形如下图所示，图中 C1(黄)为比较器过零参考电平，C4(绿)为电感电流波形，C3(红)为比较器输出波形，C2(蓝)为 PWM 输出给开关管 S 的驱动波形。

捕获到电流过零点事件后，根据设定的延时值产生延时比较事件(CMP2 Event)，触发定时器复位以及 PWM 驱动重新输出。

小结

FPC TCM 控制模式在降低开关损耗，提升系统效率方面优势明显，但是控制方式相对复杂，本文基于 TCM 工作原理，利用 STM32G474 的片上资源设计了一种可用于 TCM 控制的方案，可帮助客户快速实现功能。