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电压电流控制模式介绍

jf_78858299 来源:摩尔吧 作者:摩尔吧 2023-03-16 09:59 次阅读

电压模式控制是最早的开关稳压器设计所采用的方法,而且多年来很好地满足了业界的需要。这种设计的主要特性是只存在一条电压反馈通路,而脉宽调制是通过将电压误差信号与一个恒定斜坡波形进行比较来完成的。电流限制必须单独执行。

基本的电流模式控制只把振荡器用作一个固定频率时钟,并用一个从输出电感器电流中得到的信号替代了斜坡波形。

选择电路拓扑结构只应是“在当今的环境中,电流模式和电压模式这两种拓扑结构都可以是适用的选择”。针对每一种特定的应用,某些设计依据有可能表明这一种或另一种拓扑结构更加适合。

如果经过以上的简要解释,你仍然对电压模式、电流模式的定义,以及他们适用的电路有所困扰,那么,今晚的电源大师课简直是在为你量身定制。跟着Frank老师一起来,电源大师给你解惑!

电路介绍

1、普通电压控制模式

图片

特点: 单反馈环路、高噪声抑制比、双极点补偿、Vin影响环路增益、无电流保护、不容易均流

2、前馈电压控制模式

图片

特点:

Ramp不在是一个固定的

▪ Ramp的斜率和Vin成正比

▪ 快速的输入瞬态响应(不依赖于环路)

▪ 当输入电压加倍,占空比减半

▪ 双极点补偿

▪ 无电流保护

▪ 不容易均流

电流控制模式

图片

优点:

▪ 宽带宽,动态特性好

▪ 主功率级是一阶系统,容易补偿

▪ 自带逐周限流

▪ 自带电压前馈

▪ 容易实现多相,多芯片之间的均流

缺点:

▪ 噪声敏感,更大的jitter

▪ 需要斜率补偿

▪ 需要blank time,极小占空比需要注意

电流模式问题1:斜坡补偿

当系统出现扰动,在电流信号出现扰动,看扰动变化情况

图片

电流模式问题2:电流采样前沿尖峰

图片

前沿尖峰产生原因:Q2的体二极管,需要30-40ns的blank time,最小on-time受到影响,高频工作受到影响,解决方法如下:

图片

电流模式问题3:Jittering

指导:电感选择需要一定的纹波

图片

电流模式采样

采样输出电感上的电流:没有前沿尖峰,适用于控制器方案,电感DCR采样、串联电阻

图片

采样开关管的电流:有前沿尖峰,适用于集成功率管方案

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电压、电流模式功率级

图片

图片

后面,Frank老师将对比一下电压模式和电流模式的难易程度做一些鲜明的对比,也为大家在设计电路的过程中的选择提出一份宝贵的建议。

电流控制模式下还涉及到一下几点:

1、主功率级函数

2、ITH Compensation – LF Pole

3、ITH Compensation – Add Zero for Phase

4、ITH Compensation – HF Pole

5、Type II Compensation Summary

6、初略地评估环路

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