PFC en mode de conduction critique sous ltspice

[Sparow J]

Bonjour à tous,
je suis entrain de simuler un pfc en mode critique sous lt spice.
le principe de fonctionnement est basé sur le zéro crossing détection de sorte que la commande du mosfet s’enclenche quand le courant dans la self s'annule,
un bloque de régulation de tension de sortie qui est comparé à une rampe détermine le temps de conduction Ton du mosfet qui est fixe pour une charge donné et une tension d'entrée donnée, un nouveau cycle commence quand le courant dans la self repasse à zero.
mon problème c'est de synchronisé l'instant de passage à zero du courant avec le Ton.
le schéma est en PJ et basé sur le contrôleur NCP1607.
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[Antoane]

Bonjour,

C'est une vision très électronicienne, mais pourquoi ne pas utiliser la même technique que dans la datasheet, en chargeant un condensateur à courant constant ?

Nota :
- tu peux simplifier la réalisation des comparateurs en remplaçant "V=if(V>x, 1, 0)" par "V=V>x". Tu peux aussi utiliser un "diffschmitt" en spécifiant que le seuil (i.e. sa tension d'offset) est "Vt=0" et que l'hsytérésis est nul "Vh=0".
- je n'ai pas étudié en détail ton circuit

[Sparow J]

Merci Antoane pour ta repense rapide,
la partie ou on charge le condensateur est la sortie rampe dans mon fichier, et cela fonctionne bien, j'ai imiter la charge du condensateur par la rampe que je viens comparé avec la sortie comp1 qui représente mon temps de conduction.
la seule chose que je n'arrive pas à faire c'est d'appliqué ce temps de conduction au bon moment ca veut dire quant le courant passe par zéro,
en gros je veut que le signal comp1 démarre quand le VZCDL=1.

[Sparow J]

la rampe et la sortie du comparateur compdonne le temps de conduction ton
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[A voir en vidéo sur Futura]

[Sparow J]

la question est de générer une pwm à fréquence variable à la fréquence du passage à zéro du courant!!

[Antoane]

J'ai peut-être raté un élément, mais il me semble que le principe consiste à :
1. Détecter le passage par zéro du courant dans l'inductance ;
2. Rendre le mosfet passant et déclencher un timer
3. Au bout d'un temps proportionnel à V(comp1), bloquer le mosfet.
Ne rien faire jusqu'au retour à zéro du courant dans l'inductance.

Pour cela, il faut déclencher le timer, c'est à dire débuter la rampe, au moment ou le courant dans l'inductance atteint zéro, ce qui exclue l'utilisation d'une source de tension asynchronisée. Avec un condensateur dont la charge est commandée par la sortie de la bascule RS pilotant le MOSFET de découpage, la synchronisation est immédiate (fig. 27 de la datasheet).

[Antoane]

Sur le principe, quelque chose comme ça :

[Sparow J]

Bonjour Antoane
sur le principe on est tout a fait d'accord,
j'ai essayé pleine de combine mais ca ne marche tjr pas,
meme ton schéma, il bloque la simu!!

[Antoane]

Bonjour,

J'imagine que c'est car les blocs sont idéaux, avec des temps de propagation nul. Le logiciel n'arrive pas à converger.
J'ai ajouter un filtre RC passe-bas en entrée de la commande de ton S2 (1k-10pF) :

Ca doit aussi pouvoir se faire plus élégamment en jouant sur les caractéristiques des composants.

[Sparow J]

je pense que ca bloque à cause du diff Schmitt buffer

[Sparow J]

mince

[Sparow J]

c'est à l'intersection de Vcomp1 et Vramp que ca bloque

[Antoane]

La sortie du trigger reste constamment à zéro, l'état de la bascule et celui des switchs ne varie pas. C'est comme si la boucle était ouverte, et pourtant, on observe des oscillation et une espèce de régulation avec V(ramp) oscillant près de V(ref).
Le modèle du trigger en lui-même n'est pas à blâmer : le même comportement survient avec une source de tension commandée.

Je pense qu'il s'agit d'un problème de convergence numérique, d'erreur de calcul. Ou possiblement de la manière dont LTSpice résout le circuit, avec une linéarisation quelque part...

[Antoane]

Je pense qu'il s'agit d'un problème de convergence numérique, d'erreur de calcul.

Probablement : on retrouve ces oscillations sur le reste du fichier, même sur un circuit électriquement isolé/indépendant du premier :


Edit : dans ton fichier #11, le filtre n'est pas au même endroit que le mien (sortie de la bascule vs. entrée du comparateur).

[Sparow J]

J'ai tjr le meme probleme:
j'ai initialisé le courant dans la self a 200mA et la tension dans le condo à 380
sur ce graphe en voit le courant diminué sachant que Vgd=0
quand le courant atteind 10mA le zero crossing se déclanche,
normalement Vgd se met à 1!
comme vgd rest a zero la capa c5 est tjr tiré à la terre donc Vramp rest nulle d'ou B1 ne se remet pas a zero pour resseter Q

[Antoane]

Bonjour,

Chez moi ça marche (même si le correcteur est paramétré avec les pieds - je n'y connais pas grand chose).
Tension de sortie en vert, courant de sortie en bleu (résistance de charge et source commutée), courant dans l'inductance en violet.

Ton problème (outre les questions d'instabilités observée plus haut, et apparement solvable avec 1 ou 2 filtres) semble du au fait que ton B1 donne un signal inversé.

[Sparow J]

ton montage marche bien par ce que la référence comp est constante ce qui veut dire un temps de conduction constant du coup si tu regarde de plus pres le courant dans la self
tu verra que quand la tension d'entrée est proche de zero le mode de conduction est discontinu, et quand la tension d'entrée est max le mode de conduction est continu (le courant ne reviens pas à zero) ce qui explique la déformation sur ta simulation.
si tu augmente le temps de conduction de tels sorte que quand la tension d'entrée est max le courant reste discontinu le courant aura la meme forme que
la tension tu peut faire ca en augmentant la refference comp ou diminué la valeur de la capa C3.
si tu peut quand même m'envoyé ton draft il pourai m'etre utile moi qui est débutant sur ltspice, toi t'a bien l'air de maîtriser.

[Antoane]

Dans mon schéma du post#16, la tension V(comp) est fournie par le correcteur situé en haut à droite du schéma (avec tension de référence de 4 V). La source Vcomp de 1V est déconnectée.
La tension V(comp) doit être constante à l'échelle de la période. Mon courant d'inductance est distordu (post # 16) du fait de la non-constance de V(comp) (causé par le mauvais paramétrage du correcteur).

Le Ton doit être constant sur toute une période pour avoir un "bon" PFC (i.e. une absorption de courant sinus) - cela se vérifie simplement en fixant V(comp) avec une source externe : le courant absorbé (ou plutôt son envellope) est alors parfaitement sinus. Le Ton doit varier d'une période à l'autre pour réguler la tension de sortie.

L'architecture avec bascule RS remise à 1 par le détecteur de passage par 0 du I(L) assure qu'on fonctionne en régime critique.

Le fichier est en PJ, PFC_FS.txt il suffit de remplacer l'extension par .asc

[Sparow J]

Vous avez parfaitement raison,
j'ai remplacer les parametres de la boucle de régulation de tension de sortie et l'allure de courant est bien sinus et le courant de self est bien en conduction critique.
je vais regarder le montage de plus pres
merci beaucoup