高頻開(kāi)關(guān)電源的電荷控制

　　1979年，A．Carpel提出了用電荷控制的DC／DC轉換器雙環(huán)控制系統，圖1（a）為電荷控制反激式轉換器的原理電路，圖中未畫(huà)出電壓環(huán)。圖1（b）為工作波形。在電荷控制的模式中，檢測的是主開(kāi)關(guān)管V的電流iv，然后經(jīng)過(guò)電容CB積分。電容電壓uT與電荷Q成正比，uT與其給定值Ue比較后，經(jīng)過(guò)PWM產(chǎn)生占空比Du。

　　圖1 電荷控制的DC／DC反激式轉換器

　　電荷控制是一種特殊的電流型控制。其工作原理是：在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期開(kāi)始時(shí)，主功率開(kāi)關(guān)管V開(kāi)通，在tON時(shí)間內，開(kāi)關(guān)電流iv的積分為電荷Q，Q與開(kāi)關(guān)電流iv的平均值Iv成正比，利用ton時(shí)間內CT上的電荷量作為負反饋控制信號。當電容q上的電壓峰值UT＝Ue時(shí)，主功率開(kāi)關(guān)管V關(guān)斷，邏輯元件使控制電路中的開(kāi)關(guān)V1閉合，電容CT放電。在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)始前放完電。電容CT在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期內充、放電一次，即被控制的是一個(gè)周期內的電荷。

　　電荷控制的特點(diǎn)是：開(kāi)關(guān)噪聲較小，可以控制開(kāi)關(guān)電流的平均值。對于Buck、Flyback等轉換器，其輸人電流是脈動(dòng)的，無(wú)法用平均電流型控制，否則需要較強的濾波器。因此電荷控制適合于在Buck轉換器和Fly，back型CCM模式的功率因數校正裝置中應用。也可以用于諧振轉換器，而電流峰值和平均電流型控制，都不能應用于諧振轉換器。

　　電荷控制的缺點(diǎn)是：電流環(huán)的穩定性與輸人電壓及負載的變化有關(guān)，其應用也因此而受到限制。

　　1994年，W．Tang建立了電荷控制開(kāi)關(guān)轉換器的瞬態(tài)分析模型。并將這種控制方法推廣應用到多諧振正激式轉換器（有三個(gè)諧振元件的準諧振轉換器）。20世紀末，國內專(zhuān)業(yè)人士將這種控制原理成功地應用于40V／50A的LCC諧振轉換器，并實(shí)現了產(chǎn)業(yè)化。