LAT1425
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LAT1425 – Rev 1.0 – Jun. 2024
一种 PFC TCM 控制模式的实现方式
关键字：PFC， TCM，STM32G474
1. 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。
2. 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
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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。TCM 控制模式的波形如下图所示。
开关 S 两端电压 Vds 谐振到 0 开关 S 两端电压 Vds 无法谐振到 0
当开关 S 的 Vds 谐振到 0 后控制导通，可以实现开关 S 的 ZVS；当开关 S 的 Vds 无法谐振
到 0，在 Vds 的谷底控制导通，相对于纯粹的硬开关也是可以减少一部分开关损耗的。
实现 TCM 工作方式的要点：
1. 电流过零点检测
2. 检测到过零点后延时 Td 导通开关管 S
下面将介绍如何基于 STM32G474 系列 MCU 实
现以上控制，其中延时 Td 的计算与电路结构以及瞬时工
作状态强相关，涉及电感量、寄生/并联电容量、输入电
压、输出电压，具体的数学计算过程本文不做详细介绍。
3. 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，处理流程如下图所示。
模拟比较器用于检测电感电流的过零点(ZCD)，比较器的负端使用片上 DAC 的输出作为参
考，比较器正端接电流采样信号；比较器的输出信号作为高精度定时器的事件管理模块(EEV)的
输入，检测比较输出信号的下降沿后触发事件 EEVx ；利用高精度定时器的捕获模块捕获 EEVx
