前言[1 ]

????? 開關(guān)電源需要對被控輸出變量采用閉環(huán)控制, 以使系統(tǒng)對輸入電壓變化或負(fù)載電流變化能及時調(diào)節(jié), 并具有期望的動態(tài)響應(yīng)。傳統(tǒng)的開關(guān)電源大都采用電壓型控制, 即只對輸出電壓采樣, 并作為反饋信號實現(xiàn)閉環(huán)控制, 以穩(wěn)定輸出電壓。在其控制過程中, 電感電流未參與控制, 是獨立變量, 開關(guān)變換器為二階系統(tǒng), 有兩個狀態(tài)變量, 即輸出濾波電容的電壓和輸出濾波電感的電流。二階系統(tǒng)是一個有條件的穩(wěn)定系統(tǒng), 只有對誤差放大器補償網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精心設(shè)計和計算, 才能保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。由于開關(guān)電源的電流都要流經(jīng)電感, 將使濾波電容上的電壓信號對電流信號產(chǎn)生90°延遲。因此, 僅采用采樣輸出電壓的辦法, 其穩(wěn)壓響應(yīng)速度慢, 穩(wěn)定性差, 甚至在大信號變化時會產(chǎn)生振蕩, 從而損壞功率器件。
????? 采用電流型控制的開關(guān)電源是一個雙閉環(huán)控制系統(tǒng), 針對電壓型控制的缺點, 電流型控制既保留了電壓型控制的輸出電壓反饋, 又增加了電感電流反饋, 而且這個電流反饋就作為PWM 控制變換器的斜坡函數(shù), 從而不再需要鋸齒波發(fā)生器, 使系統(tǒng)的性能具有明顯的優(yōu)越性。由于反饋電感電流的變化率di.dt 直接跟隨輸入電壓和輸出電壓的變化而變化, 電感電流的平均值正比于負(fù)載電流。電壓反饋回路中, 誤差放大器的輸出作為電流給定信號, 與反饋的電感電流比較, 直接控制功率開關(guān)通斷的占空比, 使功率開關(guān)的峰值電流受電流給定信號的控制。
電流型控制方法的特點如下:
(1) 系統(tǒng)具有快速的輸入、輸出動態(tài)響應(yīng)和高度的穩(wěn)定性;
(2) 很高的輸出電壓精度;
(3) 具有內(nèi)在對功率開關(guān)電流的控制能力;
(4) 良好的并聯(lián)運行能力。
????? 目前, 隨著電流型控制集成控制器的出現(xiàn), 電流型控制技術(shù)越來越多地被應(yīng)用于實際的設(shè)計當(dāng)中。
????? 雖然電流型控制較電壓型控制有許多優(yōu)點, 但是對于檢測固定頻率、峰值電流的變換器而言, 電流型控制仍然存在著一些不足, 主要表現(xiàn)在以下幾點:
(1) 存在一定條件下抗干擾能力差的問題。如果電感電流上升率不夠大, 電路的分布電容會引起開通電流尖峰, 可能會造成開關(guān)管突然關(guān)斷, 造成次諧波振蕩(Subharmon icO scillat ion)。在沒有斜坡補償情況下, 當(dāng)占空比大于50% 時, 次諧波振蕩將會發(fā)散, 造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
(2) 控制信號與開關(guān)管電流有關(guān), 因此, 功率級電路的振蕩會給控制環(huán)帶來噪聲。
(3) 電感峰值電流與平均輸出電流有誤差。電流控制模式采用斜坡補償后, 上述部分問題都能得到滿意的解決, 并且不影響其優(yōu)勢的發(fā)揮。

2　電流型控制變換器的斜坡補償[2 ]

????? 對于任何固定頻率的電流型控制變換器, 當(dāng)占空比超過50% 時, 不論電壓反饋環(huán)的狀態(tài)如何, 電流內(nèi)環(huán)都是不穩(wěn)定的。由于占空比不能取得很大, 對輸入電壓的限制就變得很嚴(yán)格。而加入斜坡補償后, 對于任何占空比, 系統(tǒng)都可以穩(wěn)定工作。