基于英飞凌PSOC™ Control C3的交错并联式PFC+变频解决方案

摘要：交错式功率因数校正技术，凭借其卓越的纹波抑制能力、优化的热管理、改善的EMI性能和潜在的带宽提升，已成为现代高性能AC/DC电源前端设计的基石。英飞凌这款4 KW压机变频解决方案搭配了英飞凌最新的PSOC™ Control C3控制器和Easy模块（Easy

1.交错并联式PFC+变频解决方案介绍

交错式功率因数校正技术，凭借其卓越的纹波抑制能力、优化的热管理、改善的EMI性能和潜在的带宽提升，已成为现代高性能AC/DC电源前端设计的基石。英飞凌这款4 KW压机变频解决方案搭配了英飞凌最新的PSOC™ Control C3控制器和Easy模块（Easy 2B），为客户提供紧凑型交错并联式PFC+变频解决方案。

2.PSOC™ Control C3 产品介绍

PSOC™ Control C3凭借高主频与高性能特性，可轻松控制40kHz交错式PFC的开关频率，降低电感值与体积，优化BOM成本。其内置独特的电机控制外设，助力客户简化电机控制开发（CORDIC加速器、DSP/FPU、TCPWM、12 Msps ADC）。

1高性能可编程模拟子系统

高性能可编程模拟子系统

12 位12Msps SAR ADC，支持 16 个模拟通道进行并行空闲采样每个通道都配备独立采样保持器每个通道可独立配置增益（1、3、6、12）所有通道都支持同步采样模式16 个模拟通道可分配给 8 个独立的组，每组支持8路触发源支持伪差分采样模式每个通道集成限幅检测功能（助力过流/过压保护，减少CPU干预）支持 ADC DMA 和 FIFO 模式，减少 CPU 干预ADC 模拟输出可直接接入CSG 比较器进行保护10 位 DAC 为比较器的输入提供参考电压提供多路触发源输出（用于关键外设同步触发）

2灵活的TCPWM

面向不同PWM应用的灵活计数模式以及灵活的输入输出触发信号。

TCPWM用于单电阻采样

3 个TCPWM 计数器用于产生 3 对互补 PWM 信号。1个 TCPWM 计数器用作 ADC 触发信号。电机运行时，所有 4 个 TCPWM 计数器同步。溢出事件触发 FOC 中断，并在前半个 PWM 周期内执行。所有 GPIO 均可用作 PWM 输出引脚，从而使 PCB 布局更加简便。从 AD 采样到下一次 PWM 比较更新的时间间隔仅为约半个 PWM 周期，从而显著提升电流环带宽和观测器性能。

3.基于PSOC™ Control C3的交错并联式PFC+变频解决方案

1Demo板硬件

交错并联式PFC+变频解决方案由PSOC™ Control C3M5 Digital Power Control Card和4KW的功率板组成。交错并联式PFC PWM 的载频在30kHz~40kHz，Peak efficiency: 97.4%，功率因数> 98%，总谐波失真

Demo板硬件

2系统框图

Interleave PFC (boost) + Compressor Control System Diagram

其中功率板采用EasyPIM™ 2B集成PIM模块FB50R07W2E3_B23，它带双通道交错PFC级和三相逆变桥，采用50A Highspeed5交错PFC级，50A沟槽栅截止层IGBT 3，发射极受控Emcon3二极管的逆变三相桥，压接安装和NTC，适用于热泵/暖通空调应用。

3Interleave PFC 控制算法特性

Interleave PFC 控制算法框图

支持单精度浮点数据格式支持输入频率自适应支持高度优化的软件数学函数（sin/cos/atan2），保障计算精度和效率支持非对称PWM输出模式支持电流环倍频控制模式支持电压电流双闭环模式支持电感电流平衡控制支持增强型单相PLL算法，实时检测输入频率，幅值与相位支持线性与非线性混合型电流控制器，实现全负载范围高性能控制完善的保护机制：过压/欠压/过流/过功率保护

4测试波形

（1）稳定运行时的测试数据