技术干货周刊：PFC、开关电源环路、Buck电路详解

高效PFC技术与Buck变换器的集成控制策略综述


前言:

本文旨在介绍PFC（功率因数校正）技术的核心概念，特别是ON最新推出的CrM无桥PFC控制策略的初步理解与技术探讨。通过分析NCP1680控制器在负载电流控制中的创新策略、频率折返机制、以及启动与控制流程的稳定性、可靠性特性，进一步介绍其在较宽电流范围内的有效功率传递。

CrM无桥PFC概述:

CrM无桥PFC结合了交错PFC的设计理念与单桥结构，显著提升模块的效率与稳定性。该技术能够通过巧妙地扩展到KW级的系统应用，展现其出色的性能。Coulomb Management（或称CrM）策略的亮点在于高效地管理比较器的功率传输，确保更高的能效与良好的动态响应特性。




仿真模型与波形分析:

仿真模型中，实测波形展示了高压负载条件下的DCM（ Degraded Continuous Mode within DCM）降频、低压条件下的CRM（ Constant Reserve Mode）平稳运行，以及过零点采样对电路响应的精准控制。通过精确捕获不同负载条件下的电流、PWM信号特征，强调了该模型在精简且高效的波形生成中的精湛设计。

开关电源环路与传递函数分析:

针对Buck变换器中的传递函数Gvd(s)推导，本文采用多种建模方法，包括小信号模型、状态空间平均法、开关元件平均模型以及较先进的开关网络平均模型法。通过精确分析二端口等效电路和端口参数关系，推导出传递函数，进一步解析Buck变换器在频域中的动态特性。在分析过程中，引入量化的计算过程和非线性元件特性对传递函数的影响，为深入理解系统的驱动机制提供坚实基础。

Allegro Cadence软硬件集成设计:

介绍使用Allegro cadence16.6软件进行电路设计的三步骤方法，从软件安装与工程文件构建，到原理图和PCB设计的具体操作流程，展示了设计电路集成环路验证的全链条要点。此环节强调了软件功能的综合应用，从开发环境搭建到详细的设计步骤，为增进硬件工程师对软件设计流程的掌握提供深入了解。

OTA升级案例探讨:

通过实际案例再现了物联网应用中的远程升级（OTA）流程，指出在多设备协同作用的场景下，如何有效管理分发升级文件、监控进度，并确保不同设备的针对性升级。讨论了不同的管理策略、设备间交互以及状态确认的重要性，为提升升级过程的可视化与用户体验提供了宝贵的经验指南。

BUCK电源环路仿真实验:

采用LTspice仿真工具进行实验验证，将理论公式与实际电路响应进行对比，解开了电路行为模型构建的谜题。仿真过程从电路搭建开始，逐步展开波特图分析，完全校验了预期的理论推导结果，确保了BUCK电源设计的一致性与准确性。

武汉格发信息技术有限公司，格发许可优化管理系统可以帮你评估贵公司软件许可的真实需求，再低成本合规性管理软件许可,帮助贵司提高软件投资回报率，为软件采购、使用提供科学决策依据。支持的软件有: CAD,CAE,PDM,PLM,Catia,Ugnx, AutoCAD, Pro/E, Solidworks ,Hyperworks, Protel,CAXA,OpenWorks LandMark,MATLAB,Enovia,Winchill,TeamCenter,MathCAD,Ansys, Abaqus,ls-dyna, Fluent, MSC,Bentley,License,UG,ug,catia,Dassault Systèmes,AutoDesk,Altair,autocad,PTC,SolidWorks,Ansys,Siemens PLM Software,Paradigm,Mathworks,Borland,AVEVA,ESRI,hP,Solibri,Progman,Leica,Cadence,IBM,SIMULIA,Citrix,Sybase,Schlumberger,MSC Products...