PFC过零点电流变形，先查这4个位置

PFC调试有一种波形，看起来不至于“完全错”，却总是让THD降不下来。

交流电压快过零时，输入电流不是顺滑地穿过0A，而是先出现一个小缺口，接着突然冲起来；有的像被削平，有的直接冒一个尖峰。

母线还是400V左右，功率也能带，甚至PF能做到0.98以上。但这不代表电流波形已经做好了。过零点那一小段，往往就是谐波的来源。

如果过零附近有一段电流贴着0A不动，之后才重新开始爬升，更像是Dead Zone、占空比限制或采样偏置造成的。

如果刚跨过零点就突然冲一个很尖的电流峰值，则更要关注控制器积分累积、Totem-Pole换向和零点检测时序。

这两种波形虽然都叫Zero-Crossing Distortion，排查方向并不一样。示波器时间轴先放大到交流零点附近，比盯整条50Hz正弦更有用。

图1：Totem-Pole PFC在交流过零处通过逐步改变PWM时序，可减轻换向冲击。

大电流区域里，几十毫伏Offset可能不显眼；电流接近0A时，它却会变成很大的相对误差。

控制器如果“以为”电流已经到0，或者实际上过零了但采样结果还带偏置，PWM启停位置就会错。

TI的PFC调试资料给过一个很典型的案例：给电流参考加适当Offset补偿后，过零处的Flat Spot消失，THD也明显下降。

所以别只校满载Current Sense增益，零点Offset同样要单独看。

图2：传统换向与PWM Soft-Start下的过零电流波形对比，尖峰和畸变会明显不同。

PFC的目标之一，是让输入电流参考跟着交流输入电压走。

如果Vac Sense上噪声很多，Current Reference会跟着抖；但如果为了“波形干净”加了过重的RC或数字滤波，又会产生相位延迟。

尤其过零附近，电压本来变化方向就要翻转，一点延迟都可能让电流参考跟不上真实交流电压。

这就是为什么某些PFC方案宁愿通过PLL生成干净的同步正弦参考，也不直接对Vac Sense做很重的低通。

传统Boost PFC在交流电压靠近0V时，需要很高Duty才能建立足够的电感电流斜率。

如果控制器的Maximum Duty设置太低，或者驱动/保护逻辑人为留下了太长的空白区，电流会在零点附近迟迟起不来。

TI在UCC28070的现场案例里就指出，零点附近长Dead Time、重载后电流越来越像方波，可能和DMAX限制过低有关。

所以看到Zero Crossing异常，除了环路补偿，也要把PWM Duty和Gate实际波形一起放到屏幕上。

图3：在一个开关周期内做多次电流采样并平均，可降低采样噪声对电流环的影响。

Totem-Pole PFC在正负半周切换时，快管和低频桥臂的角色会发生变化。换向时序没处理好，过零尖峰会特别明显。

TI针对这类问题推荐过PWM Soft-Start：过零以后先用很小的Pulse逐步建立新的开关状态，而不是瞬间切到完整Duty。

同时要防止Zero-Cross Detection被噪声误触发。为了安全留一点Dead Zone没问题，但Dead Zone太大又会形成明显电流缺口。

PFC过零问题的难点就在这里：它不是单纯“把电流环调快一点”。采样、参考、Duty、换向时序，四个地方都可能参与。

PF高，不代表THD一定好。PF同时受位移因数和波形畸变影响，某些过零畸变还没有严重到把PF拉得很低，却已经让特定次谐波超标。

实际调试时，我会把Vac、Iac、Current Sense和Gate放在同一组记录里，专门放大每个交流过零点。

如果整周期看着“差不多是正弦”，但THD一直不理想，零点附近往往值得先花十分钟看清楚。

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