斜坡補償的電流模式控制的電壓調節器的作用

電流模式控制的DC-DC開(kāi)關(guān)電壓轉換器(“開(kāi)關(guān)調節器”)是受歡迎的，因為它們提供的一個(gè)開(kāi)關(guān)電源的高效率，同時(shí)克服傳統電壓模式控制的設備的缺點(diǎn)。然而，目前的模式設計可以從不穩定遭受當脈沖寬度調制信號的占空比(PWM，用于設置輸出電壓)上升超過(guò)50%。為了克服這種不穩定性，設計工程師使用一種稱(chēng)為斜坡補償技術(shù)，在整個(gè)PWM占空比范圍內恢復運行可靠。本文介紹了斜坡補償的重要，但在很大程度上名不見(jiàn)經(jīng)傳的技術(shù)，它是如何實(shí)現的，以及它如何影響電流模式控制開(kāi)關(guān)穩壓器的性能。文章然后用商業(yè)電壓控制器的主要模塊電源廠(chǎng)商，納入該技術(shù)的例子繼續進(jìn)行。

電流模式控制的優(yōu)點(diǎn)

在常規的電壓模式控制開(kāi)關(guān)穩壓器，脈沖寬度調制(PWM)信號是通過(guò)將控制電壓施加到固定頻率的一個(gè)比較器的輸入和一個(gè)鋸齒波電壓(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“PWM斜坡”)生成，所生成的時(shí)鐘，到其他。調節器的輸出電壓正比于所得到的PWM方波的占空比。另一種設計中，電流模式控制調節器，已成為流行，因為它提供了許多優(yōu)點(diǎn)。例如，一個(gè)電流模式控制調節器的響應比電壓模式到LINE-或負載電壓的變化更迅速，它消除了與電壓模式輸入電壓缺點(diǎn)環(huán)路增益變化，補償更容易實(shí)現，并且電路也顯示出較高的增益帶寬相比電壓模式。 (見(jiàn)技術(shù)專(zhuān)區的文章“電壓和電流模式控制的PWM信號產(chǎn)生的直流 - 直流開(kāi)關(guān)調節器。”)電流模式控制穩壓器通過(guò)添加第二個(gè)循環(huán)喂養不同于電壓模式相當于背電感電流，然后有助于PWM斜坡的推導。該反饋信號包括兩部分：AC紋波電流，并且DC或電感電流的平均值。所述信號的放大形式被路由到PWM比較器的一個(gè)輸入端，而誤差電壓(Ve的，基準電壓和輸出電壓之間的差)形成的另一輸入。由于與電壓模式控制方法，該系統時(shí)鐘確定PWM信號頻率(圖1)。

圖1：電流模式控制開(kāi)關(guān)穩壓器。此處PWM斜坡是從所述輸出電感電流產(chǎn)生的信號產(chǎn)生的。 (德州儀器提供)雖然電流模式控制具有許多優(yōu)點(diǎn)但是它也存在它的復雜性。其中最顯著(zhù)的是“內部”控制回路(承載電感電流信號)的占空比在50%以上的不穩定性。創(chuàng )業(yè)設計工程師們很快就發(fā)現被“注入”少量斜率補償進(jìn)入內環(huán)解決這一問(wèn)題。此技術(shù)保證穩定運行的PWM占空比的所有值。許多電源設計，同時(shí)認識到該技術(shù)的，是如何迷惑不解斜率補償工程，對電路的性能及其實(shí)施如何影響。讓我們來(lái)仔細看看。

穩定的電路

不穩定的源，例如，在一電流模式控制降壓(“巴克”)調節器以連續模式操作(即，當電感電流在開(kāi)關(guān)周期不下降到零)來(lái)，因為控制器設置輸出電壓通過(guò)調節峰值電感電流，同時(shí)電感器驅動(dòng)輸出，使負載電流等于平均電感電流。圖2顯示了平均電流(I1和I2)隨占空比而峰(調節)的電流保持恒定。

圖2：在電流模式控制調節器，所述電感器的平均電流成比例的占空比。 (德州儀器公司提供)的峰值和平均電感電流形式之間的差異是一個(gè)錯誤(ΔI)，這是最大的當VIN大。在較低占空比誤差不存在問(wèn)題的，因為它保持不變，但在高于50%的占空比為每個(gè)相繼的電感充電/放電循環(huán)的誤差增加，誘導不穩定性(圖3)。

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