제어 시스템에서는 무언가를 제어하려면 그것을 감지해야 합니다. 이는 PFC(역률 보정) 애플리케이션에도 적용됩니다. 전력 수준이 >75W인 오프라인 전원 공급 장치에서 PFC는 입력 전류를 제어하여 시누소이드 파형(즉, 시누소이드 입력 AC 전압 이후)을 생성합니다. 입력 전류를 제어하려면 입력 전류를 감지해야 합니다.

가장 일반적인 전류 감지 방법은 입력 전류를 감지하기 위해 PFC 접지 복귀 경로(그림 1에서 R로 지정)에 션트 레지스터를 배치하는 것입니다. 그러면 감지된 입력 전류 신호(I_SENSE)가 평균 전류 모드 컨트롤러[1]로 전송됩니다(그림 2에 표시). 전류 레퍼런스(I _REF)는 입력 전압(V _IN)에 의해 변조되므로 시누소이드 파형입니다. 제어 루프는 입력 전류가 I _REF를 따르도록 강제하므로 시누소이드 파형을 달성할 수 있습니다.

거의 모든 CCM(연속 전도 모드) PFC 컨트롤러는 기존의 평균 전류 모드 제어를 사용합니다. 기존의 평균 전류 모드 제어는 우수한 역률을 달성하며 총 고조파 왜곡이 낮지만, 특히 토템 폴 브리지리스 PFC에서는 몇 가지 제한이 있습니다. 이 문서에서는 완전히 새로운 제어 알고리즘인 충전 모드 제어[ 2] 를 소개합니다.

충전 모드 제어 알고리즘은 물체를 제어하기 위한 새로운 제어 개념으로, 물체를 감지할 필요가 없습니다. 그 결과를 감지하고 물체를 간접적으로 제어할 수 있습니다. PFC의 경우 입력 전류를 직접 제어하는 대신 이 제어 알고리즘이 각 스위칭 사이클에서 PFC 출력에 전달되는 전기 충전의 양을 제어하고, 입력 전류가 전기 충전을 제어하여 시누소이드 파형이 되도록 하는 특수 제어 법칙을 사용합니다.

충전 정보를 얻는 데에는 몇 가지 방법이 있습니다. 그림 3은(는) 통합기로 구성된 연산 증폭기(op amp)와 전류 션트 및 연산 증폭기 회로를 사용하는 예를 보여줍니다. PFC 부스트 스위치가 꺼지면 인덕터 전류가 PFC 벌크 커패시터를 충전하기 시작합니다. 션트 저항은 이 전류를 감지하고 적분기를 통해 통합되어 있습니다. 적분기 출력의 피크 값은 각 스위칭 사이클에서 PFC 출력에 전달되는 총 전하를 나타냅니다. 이 전하(V_전하)는 제어 루프 피드백 신호로 컨트롤러에 의해 샘플링됩니다. 적분기는 부스트 스위치가 꺼지기 전에 0부터 Q1까지 방전됩니다.

그림 4은(는) PFC 출력 측에 전류 변압기(CT)를 사용하는 또 다른 방법을 보여줍니다. CT 출력은 커패시터 C1에 연결됩니다. PFC 부스트 스위치가 꺼지면 인덕터 전류가 PFC 벌크 커패시터를 충전하기 시작합니다. CT는 이 전류와 그 출력 전하 C1을 감지합니다. C1의 전압이 올라가고, 그 피크 전압은 PFC 출력으로 전달되는 총 전하를 나타냅니다. 컨트롤러는 피크 전압 V_전하를 제어 루프 피드백 신호로 샘플링합니다. C1은 부스트 스위치가 꺼지기 전에 0V부터 Q1까지 방전합니다.

그림 5은(는) 충전 모드 제어를 위한 일반적인 신호 파형을 보여줍니다.