《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 電源技術 > 設計應用 > 峰值電流模式控制總結
峰值電流模式控制總結
摘要: 峰值電流模式控制簡稱電流模式控制。它的概念在60年代后期來源于具有原邊電流保護功能的單端自激式反激開關電源。在70年代后期才從學術上作深入地建模研究 。直至80年代初期,第一批電流模式控制PWM集成電路(UC3842、UC3846)的出現使得電流模式控制迅速推廣應用,主要用于單端及推挽電路。近年來,由于大占空比時所必需的同步不失真斜坡補償技術實現上的難度及抗噪聲性能差,電流模式控制面臨著改善性能后的電壓模式控制的挑戰。
Abstract:
Key words :

峰值電流模式控制簡稱電流模式控制。它的概念在60年代后期來源于具有原邊電流保護功能的單端自激式反激開關電源" title="開關電源">開關電源。在70年代后期才從學術上作深入地建模研究 。直至80年代初期,第一批電流模式控制PWM" title="PWM">PWM集成電路(UC3842、UC3846)的出現使得電流模式控制迅速推廣應用,主要用于單端及推挽電路。近年來,由于大占空比時所必需的同步不失真斜坡補償技術實現上的難度及抗噪聲性能差,電流模式控制面臨著改善性能后的電壓模式控制的挑戰。如圖1所示,誤差電壓信號 Ue 送至PWM比較器后,并不是象電壓模式那樣與振蕩電路產生的固定三角波狀電壓斜坡比較,而是與一個變化的其峰值代表輸出電感電流峰值的三角狀波形或梯形尖角狀合成波形信號UΣ比較,然后得到PWM脈沖關斷時刻。因此(峰值)電流模式控制不是用電壓誤差信號直接控制PWM脈沖寬度,而是直接控制峰值輸出側的電感電流大小,然后間接地控制PWM脈沖寬度。

 

1. 峰值電流模式控制PWM的優點:

①暫態閉環響應較快,對輸入電壓的變化和輸出負載的變化的瞬態響應均快;峰值電流模式控制PWM是雙閉環控制系統,電壓外環控制電流內環。電流內環是瞬時快速按照逐個脈沖工作的。功率級是由電流內環控制的電流源,而電壓外環控制此功率級電流源。在該雙環控制中,電流內環只負責輸出電感的動態變化,因而電壓外環僅需控制輸出電容,不必控制LC儲能電路。由于這些,峰值電流模式控制PWM具有比起電壓模式控制大得多的帶寬。 

②雖然電源的L-C濾波電路為二階電路,但增加了電流內環控制后,只有當誤差電壓發生變化時,才會導致電感電流發生變化。即誤差電壓決定電感電流上升的程度,進而決定功率開關的占空比。因此,可看作是一個電流源,電感電流與負載電流之間有了一定的約束關系,使電感電流不再是獨立變量,整個反饋電路變成了一階電路,由于反饋信號電路與電壓型相比,減少了一階,因此誤差放大器的控制環補償網絡得以簡化,穩定度得以提高并且改善了頻響,具有更大的增益帶寬乘積。在小信號分析時,這種電路可以忽略電感的存在。因此,在整流器的輸出端,增益和相移是由并聯的輸出電容和負載電阻確定的。這樣,電路最多只有900相移和20分貝/十倍頻而非40分貝/十倍頻的增益衰減。

③輸入電壓的調整可與電壓模式控制的輸入電壓前饋技術相妣美;

④簡單自動的磁通平衡功能;

⑤瞬時峰值電流限流功能 ,即內在固有的逐個脈沖限流功能;

⑥自動均流并聯功能。

2峰值電流型控制存在的問題

下面主要討論峰值電流型控制存在的問題及利用斜坡補償克服所存在問題的方法,并給出斜坡補償的實施方案。

2.1開環不穩定性

在不考慮外環電壓環的情況下,當恒頻電流型變換器的占空比大于50%時,就存在內環電流環工作不穩定的問題。然而有些變換器(如雙管正激變換器)它本身工作的脈沖占空比就不能大于50%,因此不存在問題。而有些變換器的脈沖占空比不大于50%時,它的輸入將會受到許多限制,如果在內環加一個斜坡補償信號,則變換器可以在任何脈沖占空比情況下正常工作。下面介紹斜坡補償工作原理。
圖2表示了由誤差電壓Ve控制的電流型變換器的波形,通過一個攏動電流△I加至電感電流IL,當占空比<0.5時,從圖2(a)所示可以看出這個攏動ΔI將隨時間的變化而減小;但當占空比>0.5時,這個攏動將隨時間增加而增加,如圖2(b)所示。這可用數學表達式表示:

ΔI1=-ΔI0(m2/m1)(1)

進一步可引入斜率為m的斜坡信號,如圖2(c)所示。這個斜坡電壓既可加至電流波形上,也可以從誤差電壓中減去。

 

(a) D<0.5 (b)D>0.5 (c)D>0.5并加斜坡補償

由 幾 何 關 系 可 知

10mabmabceaci•+•−=+=Δ

mabmabbdbfi•+•−=−=Δ21

式 中 : m為 補 償 信 號 上 升 斜 率 ;

m1為 電 感 檢 測 電 流 上 升 率 ; m2為 電 感 檢 測 電 流 下 降 率 。 所 以 , 經 過 一 個 開 關 周 期 后 , 輸 出 電 感 中 電 流 的 變 化 為:ΔI1=ΔI0(m-m2)/(m1-m)

(2) 要 系 統 穩 定 , 偏 移 電 流 量 必 須 趨 近 于 零 , 即

故 系 統 穩 定 的 充 要 條 件 是

因 為 在 穩 定 條 件 下 , D· m1=-(1- D)m2, 消 去 m1, 整 理 后 , 峰 值 電 流 控 制 系 統 穩 定 充 要 條 件 為

由 式 ( 3) 可 知 , 當 沒 有 斜 率 補 償 時 , 即 m=0, 必 須 要 求 占 空 比 D < 0.5, 這 就 是 理 論 上 不 加 補 償 時 , 占 空 比 D>0.5時 系 統 將 不 穩 定 ;

在100%占空比下求解這個方程(3)有:

m>(-1/2)/m2(4)

為了保證電流環路穩定工作,應使斜坡補償信號的斜率大于電流波形下降斜率m2的1/2。對圖1所示的Buck型變換器,m2等于(VO/L)RS。所以補償波形的幅度A應按下式計算:

A>T*RS(VO/L) (5)

從而保證變換器的占空比大于50%時變換器能穩定工作。在 控 制 工 程 實 際 中 , 補 償 斜 率 m一 般 取 為 m=(0.7~ 0.8)m2, 這 樣 既 保 證 了 系 統 符 合 穩 定 條 件 , 又 保 證 了 系 統 動 態 指 標 。

2.2次諧波振蕩

對電流型控制而言,內環電流環峰值增益是個很重要的問題,這個峰值增益在開環頻率一半的地方,由于調制器的相移可能在電壓反饋環開關頻率一半的地方產生振蕩,這種不穩定性叫做次諧波振蕩

2.3 峰值電流檢測與平均電流檢測

在電流型變換器中由平均電感電流產生一個誤差電壓,這個平均電感電流可用一個電流源來代替,并可以降低系統的一個階次。減小峰值電感電流與平均電流的誤差電流模式控制是一種固定時鐘開啟、峰值電流關斷的控制方法。因為峰值電流(流過功率開關或電感上)在實際電路中容易進行采樣,而且在邏輯上與平均電感電流大小變化相一致。但是,電感電流與輸出平均電流之間存在一定的誤差,峰值電感電流的大小不能與平均電感電流大小一一對應,因為在占空比不同的情況下,相同的峰值電感電流可以對應不同的平均電感電流,如圖4所示。

而平均電感電流是唯一決定輸出電壓大小的因素。與消除次諧波振蕩的方法類似,利用斜波補償可以去除不同占空比對平均電感電流大小的影響,使得所控制的峰值電感電流最后收斂于平均電感電流,如圖5所示。 在數學上可以證明,將電感電流下斜坡斜率的至少一半以上斜率加在實際檢測電流的上斜坡上,可以去除不同占空比對平均電感電流大小的擾動作用,使得所控制的峰值電感電流最后收斂于平均電感電流。因而合成波形信號UΣ要有斜坡補償信號與實際電感電流信號兩部分合成構成。當外加補償斜坡信號的斜率增加到一定程度,峰值電流模式控制就會轉化為電壓模式控制。因為若將斜坡補償信號完全用振蕩電路的三角波代替,就成為電壓模式控制,只不過此時的電流信號可以認為是一種電流前饋信號,見圖1所示。當輸出電流減小,峰值電流模式控制就從原理上趨向于變為電壓模式控制。當處于空載狀態,輸出電流為零并且斜坡補償信號幅值比較大的話,峰值電流模式控制就實際上變為電壓模式控制了。

2.4 小紋波電流

從性能的角度總希望紋波電流要小,首先它可以使輸出濾波電容的容量減小,并在輕載時的電流連續工作模式下輸出紋波小。雖然對電流檢測電路的小斜坡補償量,在許多情況下可以得到小的紋波電流,但將由于隨機和同步噪聲信號的引入而致使脈沖寬度擺動。并且斜坡補償加到電流波形上將會產生一個更穩定的開關點,為達到這個目的,相對于電感電流這個補償量m應大于m2,并且這對次諧波穩定是有必要的。但任何斜坡補償大于m=-(1/2)m2將使變換器的特性偏離理想電流型變換器而更像一個電壓型變換器。

 

 

 

2.5 電流型控制不大適合于半橋型開關電源。

這是因為在半橋式電路中,通過橋臂2只電容的放電維持變壓器初級繞組的伏-秒平衡;當電流型控制通過改變占空比而糾正伏-秒不平衡時,會導致這2只電容放電不平衡,使電容分壓偏離中心點,然而電流型控制在此情況下試圖進一步改變占空比,使電容分壓更加偏離中心點,形成惡性循環。

3 電流型控制的斜波補償實例

3.1 3842補償實例

美國UNITRODE公司生產的電流型PWM控制芯片UC1842/43,具有外電路簡單,成本較低等優點。關于它的電性能與典型應用這里不再贅述,只簡單介紹一下進行斜波補償的方法。圖6說明了UC1842/43的2種斜波補償方法:

第一種如圖6(a)所示,從斜波端(即腳4振蕩器輸出端)接一個電阻R1至誤差放大器反相輸入端(腳2),于是誤差放大器輸出呈斜波狀,再與采樣電流比較。第二種方法如圖6(b)所示,它從斜波端(腳4)接一電阻R2至電流采樣比較器正端(腳3),這時將在Rs上的感應電壓上增加斜波的斜率,再與平滑的誤差電壓進行比較。用這2種方法,均能有效地改善電源的噪聲特性。

3.2 UC1846的斜坡補償

UC1846是一種采用斜坡補償的電流型集成控制芯片,它具有恒頻PWM電流型控制所需的控制電路和相關電路。圖7(a)和圖7(b)表示采用UC1846實施斜坡補償的兩種電路原理圖。在第4腳的電流檢測信號和斜坡補償信號直接相加很容易實現,但這又在電流檢測電路中引入了誤差。另一種方法就是把這個斜坡補償加至誤差放大器的反相輸入端,采用這種方法的前提條件是:

圖7 UC1846采用不同斜坡補償方法的電路原理圖

 

(b)斜坡補償信號直接和誤差信號相加

——開關頻率固定(這種情況下R1/R2固定),并且誤差放大器增益固定;

——計算所需斜坡補償量時要把電壓誤差放大器,電流誤差放大器的增益都考慮進去。在任何一種情況下,一旦R2的值確定后,負載對CT的影響也可以確定。

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
亚洲一区二区欧美_亚洲丝袜一区_99re亚洲国产精品_日韩亚洲一区二区
欧美韩日高清| 国产精品久久久久aaaa樱花| 夜夜狂射影院欧美极品| 亚洲高清网站| 久久国产欧美精品| 欧美一级电影久久| 性欧美暴力猛交69hd| 亚洲砖区区免费| 亚洲午夜久久久久久久久电影网| 亚洲三级电影全部在线观看高清| 在线免费观看日韩欧美| 国产婷婷97碰碰久久人人蜜臀| 国产精品久久久久久久app| 国产精品magnet| 欧美日韩中文在线观看| 欧美绝品在线观看成人午夜影视| 免费中文日韩| 欧美黄色小视频| 欧美精品久久久久a| 欧美激情在线免费观看| 欧美精品久久一区| 欧美日韩国产精品专区| 欧美日韩亚洲一区二区三区四区| 欧美日韩一区二区在线视频 | 久久精品色图| 亚洲黄一区二区三区| 亚洲精品午夜| 亚洲视频网在线直播| 亚洲一区二区三区四区中文| 一区二区毛片| 亚洲午夜高清视频| 午夜精品电影| 久久久久综合网| 欧美国产精品人人做人人爱| 欧美日韩一区二区三区在线看| 国产精品超碰97尤物18| 国产日本精品| 一区二区三区无毛| 亚洲伦理中文字幕| 亚洲免费视频网站| 亚洲电影免费观看高清完整版在线 | 在线亚洲成人| 午夜亚洲伦理| 亚洲三级免费| 亚洲一区精品视频| 久久久久国产一区二区| 欧美成人一二三| 欧美日韩一区高清| 国产一二精品视频| 亚洲精品乱码久久久久久黑人| 亚洲一区二区三区在线观看视频| 欧美在线视频免费观看| 亚洲九九精品| 欧美亚洲免费| 欧美成人dvd在线视频| 国产精品久久久久久一区二区三区 | 牛人盗摄一区二区三区视频| 欧美三区不卡| 国内精品久久久久久影视8| 亚洲精品乱码| 欧美在线关看| 在线性视频日韩欧美| 久久久久久亚洲精品中文字幕| 欧美激情视频一区二区三区免费| 欧美午夜性色大片在线观看| 黄网动漫久久久| 一区二区三区精品| 亚洲黑丝在线| 亚洲欧美久久| 欧美激情欧美狂野欧美精品| 国产精品专区h在线观看| 亚洲激情在线播放| 欧美专区福利在线| 亚洲一区黄色| 欧美福利视频一区| 国产一区亚洲| 一区二区三区欧美激情| 亚洲高清在线观看一区| 亚洲愉拍自拍另类高清精品| 欧美成人午夜| 国产一级一区二区| 亚洲视频播放| 亚洲美女av网站| 久久尤物视频| 国产女主播一区二区三区| 亚洲六月丁香色婷婷综合久久| 久久精品国产综合| 午夜精品999| 欧美日韩国产成人在线观看| 一区二区三区在线观看视频| 亚洲欧美久久| 亚洲无线观看| 欧美精品一区三区在线观看| 狠狠色狠色综合曰曰| 亚洲欧美日韩国产| 亚洲欧美韩国| 欧美性感一类影片在线播放 | 久久久久久久久伊人| 国产精品毛片一区二区三区 | 一本色道久久综合| 男人插女人欧美| 国内在线观看一区二区三区| 亚洲综合视频1区| 午夜精品国产精品大乳美女| 欧美日韩在线高清| 亚洲精品乱码久久久久久蜜桃麻豆| 亚洲国产激情| 另类人畜视频在线| 国产综合香蕉五月婷在线| 先锋影音国产精品| 欧美一级理论片| 国产精品实拍| 亚洲欧美日韩一区| 小辣椒精品导航| 国产精品青草久久| 亚洲手机视频| 午夜精品久久| 国产欧美精品一区| 欧美亚洲免费| 久久精品国产综合| 国产一区999| 久久精品免费| 免费在线成人av| 亚洲国产毛片完整版| 亚洲精品小视频在线观看| 欧美精品三级日韩久久| 亚洲精品乱码久久久久久| 一本色道综合亚洲| 欧美日韩在线观看一区二区三区| 99亚洲一区二区| 亚洲自拍三区| 国产噜噜噜噜噜久久久久久久久| 午夜久久久久| 久久久久久久成人| 一区二区三区自拍| 亚洲精品日韩在线| 欧美日韩精品欧美日韩精品| 99国产精品99久久久久久| 亚洲免费在线观看视频| 国产精品婷婷| 久久精品日韩欧美| 欧美剧在线观看| 亚洲香蕉成视频在线观看| 久久激情视频久久| 一区二区在线视频播放| 亚洲精品字幕| 国产精品高潮粉嫩av| 亚洲欧美日韩一区二区三区在线观看 | 免费91麻豆精品国产自产在线观看| 一区精品久久| 在线亚洲观看| 国产三级精品在线不卡| 亚洲国产精品va在线观看黑人| 欧美国产精品劲爆| 亚洲综合国产激情另类一区| 久久久国产精品一区| 91久久久久久国产精品| 亚洲一区二区黄色| 国产视频在线观看一区| 亚洲精品老司机| 国产精品美女黄网| 亚洲二区在线视频| 欧美午夜大胆人体| 久久黄色级2电影| 欧美三级资源在线| 久久福利资源站| 欧美日韩国内| 欧美在线欧美在线| 欧美精品一区二区三区很污很色的 | 欧美中文在线视频| 欧美日韩亚洲一区二| 欧美一区二区播放| 欧美伦理影院| 性久久久久久久久久久久| 欧美久色视频| 欧美自拍偷拍| 欧美三级电影大全| 亚洲国产cao| 国产精品美女一区二区在线观看| 亚洲激情在线| 国产麻豆精品久久一二三| 亚洲精品美女免费| 国产欧美一区二区三区另类精品| 亚洲精品美女在线观看播放| 国产伦精品一区二区三区在线观看 | 亚洲人成亚洲人成在线观看| 欧美在线播放视频| 亚洲日本免费电影| 久久综合网络一区二区| 亚洲小说欧美另类婷婷| 欧美激情影院| 久久激情五月婷婷| 国产精品一区二区久久精品 | 欧美激情综合在线| 欧美中文字幕不卡| 国产乱人伦精品一区二区| 一区二区三区免费网站| 亚洲大片免费看| 久久精品夜色噜噜亚洲a∨| 在线视频欧美一区|