电压电流反馈控制模式
电流反馈和电压前馈的解耦控制策略

电流反馈和电压前馈的解耦控制策略电流反馈和电压前馈是两种常见的控制策略,在许多电力电子应用中被广泛应用。
但是,由于它们是相互依存的,当同时使用时容易导致系统的不稳定。
因此,解耦控制策略成为了一种解决这个问题的有效方法。
本文将介绍电流反馈和电压前馈的原理,并阐述解耦控制策略的实现方法和优势。
电流反馈电流反馈是电力电子控制中最基本的技术之一。
当负载变化时,电流反馈可以通过控制输出电流的大小和方向来维护电路中的稳定性。
电流反馈通常是通过比较期望电导(即期望电流与实际电流之间的差异)来实现的。
使用这种方法,调节器可以动态地调整输出电流以适应负载变化,并保持电路的可靠性和性能。
电压前馈解耦控制策略尽管电流反馈和电压前馈都是重要的控制技术,但由于它们是相互依存的,同时使用时容易导致系统的不稳定。
解耦控制策略通过将电流反馈和电压前馈解耦,从而避免这种不稳定性。
在解耦控制中,可以分别进行电流和电压控制,使它们独立地工作。
这样,不仅可以避免不必要的相互干扰,也可以更好地调整输入电路的性能。
实现方法实现解耦控制策略需要一些额外的硬件和软件。
通常,需要使用一个控制器单元来管理系统中的电流反馈和电压前馈。
控制器单元的主要任务是优化单个电路的性能,以便在快速响应负载变化的同时,保持电路的稳定性和可靠性。
为了实现这一点,通常需要一个采样电路和一个比较电路来测量期望和实际电流和电压之间的差异,并根据结果进行控制。
优势解耦控制策略不仅可以避免不必要的相互干扰,还可以带来其他一些优势。
首先,它可以提高系统的响应速度和精度。
其次,它可以提高系统的稳定性和可靠性,在负载变化时保持电路的平衡和一致性。
最后,它可以使系统更加灵活和智能,使其能够更好地适应多变的负载需求。
结论。
天下“武功”,为快不破——COT控制模式

天下“武功”,为快不破——COT控制模式天下武功,⽆坚不摧,唯快不破!⽆论是武侠⼩说⾥的绝顶武功(如东⽅不败的“绣花针”,⼩李飞⼑,凌波微步等),还是实战场上的战⽃机,拼的全是速度,就连今年年初突如其来的新冠疫情,决胜的秘诀都与响应的速度息息相关。
那么在Buck电路中说到快速响应,会有什么东西闯⼊各位看官的脑海呢?没错,就是它——恒定导通时间控制模式(COT控制模式)!今天我们就来聊聊它。
COT控制本质属于电压型控制模式,⼀般结构框图如下图:图注:⼀般COT控制模式结构框图其中 Ton 时间⼀定,通过调节 Toff 来实现不同的输出电压。
细分⼜可以分为如下三类:1纹波型COT输出电压作为反馈参与控制回路。
优点:结构简单,单环控制,系统延时少,对输出电压响应好。
缺点:抗⼲扰能⼒差,所以需要外加纹波或者采⽤ESR较⼤的电容来保证正常⼯作。
同时也有电压型控制模式共同的缺点,对电流的响应不好,也需要外加措施进⾏过流保护。
图注:纹波COT控制模式结构框图2V2控制模式COT:同样是输出电压作为反馈参与控制回路,但是由于有两个电压环路,所以称为V2控制模式。
优点:可以进⼀步精确输出电压。
缺点:同样会在低ESR的情况下,因为次谐波振荡带来不稳定,所以也需要外部谐波补偿来提⾼系统稳定性。
同时电压型控制模式的缺点也⼀样拥有。
图注:V2控制模式COT结构框图3⾕值电流模式COT实际上为⼀种电流控制模式,引⼊了电流环。
优点:相⽐于之前的电压型控制模式,对电流有着更精确的响应,因为本⾝采样了电流信号,所以可以避免次谐波振荡,设计各种保护也更为简单。
缺点:结构较为复杂,系统延时较⾼。
图注:⾕值电流模式COT结构框图最后我们把三种控制⽅式的优劣在⼀个表格中总结⼀下:⽅式/项⽬抗⼲扰次谐波震荡稳态误差过流保护纹波模式弱有有需外加V2模式强有⽆需外加⾕值电流模式强⽆⽆⽆需外加⽬前⼤多数的COT芯⽚采取的是前两种模式,这也解释了为什么有时候建议采⽤⼀定ESR的电容来保证系统稳定。
pwm电压环和电流环反馈的原理

pwm电压环和电流环反馈的原理
PWM(脉宽调制)电压环和电流环反馈是控制电源转换器的重要
部分,用于确保输出电压和电流稳定。
首先,让我们从PWM电压环
反馈的原理开始。
PWM电压环反馈的原理是通过比较实际输出电压与期望输出电
压的差异,然后调整PWM信号的占空比来实现电压调节。
具体来说,当实际输出电压低于期望值时,控制回路会增加PWM信号的占空比,从而增加开关管的导通时间,提高输出电压;相反,当实际输出电
压高于期望值时,控制回路会减小PWM信号的占空比,降低开关管
的导通时间,降低输出电压。
这种反馈机制能够使输出电压稳定在
期望值附近。
接下来是电流环反馈的原理。
电流环反馈通常用于控制开关电
源转换器的输出电流。
它的原理是通过比较实际输出电流与期望输
出电流的差异,然后调整PWM信号的占空比来实现电流调节。
当实
际输出电流低于期望值时,控制回路会增加PWM信号的占空比,增
加开关管的导通时间,提高输出电流;当实际输出电流高于期望值时,控制回路会减小PWM信号的占空比,降低开关管的导通时间,
降低输出电流。
这种反馈机制能够使输出电流稳定在期望值附近。
总的来说,PWM电压环和电流环反馈的原理都是基于比较实际输出与期望值的差异,然后通过调整PWM信号的占空比来实现稳定的电压和电流输出。
这种反馈机制能够有效地提高电源转换器的稳定性和性能。
第三节 开关电源电压型控制和电流型控制基本原理

电压型控制的优点
• 1。单环控制,易于设计和分析; • 2。噪声裕量大; • 3。多路输出时,交叉调节性能好。
负载
0
x
PWM比较器 + C1 z=xy
R3
PI调节器
X为误差信号
+
Vref
将前面各个环节的传递函数代入上述控制系统,并进行 归一化后可以得到博德图。从博德图可知,电压模式控 制的开关电源,其稳定性和动态特性之间的矛盾比较突 出。(参阅教材和参考书得到此问题的详尽解释)
电压型控制的过电流保护形式 及其常用控制芯片
一、电压控制模式和电流控制模式
开关电源的控制模式分为:电压控制模式(Voltage Mode Control)和电流控制模式(Current Mode Control)两种。 电压控制模式:仅有一个输出电压反馈控制环。 电流控制模式:输出电压反馈控制外环和电流控制内环。 电流控制模式分类:峰值电流、滞环电流和平均电流控 制模式三种。
t=0
Qs =
π ( M1 − M 2 + 2M c )
2( M 1 + M 2 )
, 通过合理选择 M c,就可以使 Qs > 0,
MC − M2 n ] e0 从而保证系统的稳定。 此时误差en = [ M C + M1
峰值电流控制的优缺点及其 集成电路芯片
优点:(1)系统得稳定性增强,响应速度快(能够直接将干
电压、电流的反馈控制模式

电压、电流的反馈控制模式电压、电流的反馈控制模式现在的高频开关稳压电源主要有五种PWM反馈控制模式。
电源的输入电压、电流等信号在作为取样控制信号时,大多需经过处理。
针对不同的控制模式其处理方式也不同。
下面以由VDMOS开关器件构成的稳压正激型降压斩波器为例,叙述五种PWM反馈控制模式的进展过程、基本工作原理、电路原理暗示图、波形、特点及应用要`氪,以利于挑选应用及仿真建模讨论。
(1)电压反馈控制模式电压反馈控制模式是20世纪60年月后期高频开关稳压电源刚刚开头进展而采纳的一种控制办法。
该办法与一些须要的过电流庇护电路相结合,至今仍然在工业界被广泛应用。
如图1(a)所示为Buck 降压斩波器的电压模式控制原理图。
电压反馈控制模式惟独一个电压反馈闭环,且采纳的是脉冲宽度调制法,即将经电压误差放大器放大的慢变化的直流采样信号与恒定频率的三角波上斜坡信号相比较,经脉冲宽度调制得到一定宽度的脉冲控制信号,电路的各点波形如图1(a)所示。
逐个脉冲的限流庇护电路必需另外附加。
电压反馈控制模式的优点如下。
①PWM三角波幅值较大,脉冲宽度调整时具有较好的抗噪声裕量。
①占空比调整不受限制。
①对于多路输出电源而言,它们之间的交互调整特性较好。
①单一反馈电压闭环的设计、调试比较简单。
①对输出负载的变化有较好的响应调整。
电压反馈控制模式的缺点如下。
①对输入电压的变化动态响应较慢。
当输入电压骤然变小或负载阻抗骤然变小时,由于主电路中的输出电容C及电感L有较大的相移延时作用,输出电压的变小也延时滞后,而输出电压变小的信息还要经过电压误差放大器的补偿电路延时滞后,才干传至PWM比较器将脉宽展宽。
这两个延时滞后作用是动态响应慢的主要缘由。
①补偿网络设计原来就较为复杂,闭环增益随输入电压而变化的现象使其更为复杂。
①输出端的LC滤波器给控制环增强了双极点,在补偿设计误差放大器时,需要将主极点低频衰减,或者增强一个零点举行补偿。
①在控制磁芯饱和故障状态方面较为棘手和复杂。
开关电源电压和电流两种控制类型

开关电源电压和电流两种控制类型开关电源有两种控制类型,一种是电压控制(Voltage Mode Control),另一种是电流控制(Current Mode Control)。
二者有各自的优缺点,很难讲某种控制类型对所有应用都是最优化的,应根据实际情况加以选择。
1、电压控制型开关电源的基本原理是什么?电压控制是开关电源最常用的一种控制类型。
以降压式开关稳压器(即Buck变换器)为例,电压控制型的基本原理及工作波形分别如图2-2-2(a)、(b)所示。
电压控制型的特点是首先通过对输出电压进行取样(必要时还可增加取样电阻分压器),所得到的取样电压UQ就作为控制环路的输入信号;然后对取样电压UQ和基准电压UREF进行比较,并将比较结果放大成误差电压Ur,再将Ur送至PWM 比较器与锯齿波电压UJ进行比较,获得脉冲宽度与误差电压成正比的调制信号。
图中的振荡器有两路输出,一路输出为时钟信号(方波或矩形波),另一路为锯齿波信号,CT为锯齿波振荡器的定时电容。
T为高频变压器,VT为功率开关管。
降压式输出电路由整流管VD1、续流二极管VD2、储能电感L和滤波电容CO组成。
PWM锁存器的R 为复位端,S为置位端,Q为锁存器输出端,输出波形如图2-2-2(b)所示。
图2-2-2电压控制型开关电源的基本原理及工作波形(a)基本原理;(b)工作波形2、电压控制型开关电源有哪些优点?电压控制型开关电源具有以下优点:(1)它属于闭环控制系统,且只有一个电压反馈回路(即电压控制环),电路设计比较简单。
(2)在调制过程中工作稳定。
(3)输出阻抗低,可采用多路电源给同一个负载供电。
3、电压控制型开关电源有哪些缺点?电压控制型开关电源的主要缺点如下:(1)响应速度较慢。
虽然在电压控制型电路中使用了电流检测电阻RS,但RS并未接入控制环路。
因此,当输入电压发生变化时,必须等输出电压发生变化之后,才能对脉冲宽度进行调节。
由于滤波电路存在滞后时间,输出电压的变化要经过多个周期后才能表现出来。
电压电流双闭环原理

电压电流双闭环原理
电压电流双闭环原理是指电源的输出电压和负载电流都有相关的反馈控制回路,使得输出电压和负载电流始终保持稳定的控制策略。
这种控制方法常用于高精度和精密的电源应用中。
电压电流双闭环控制系统通常包含两部分:电压回路和电流回路。
电压回路负责测量并控制电源输出电压的大小,以保持稳定的输出电压。
电流回路则负责测量电源输出电流大小,并根据流经负载的电流反馈回路来实现对输出电流的闭环控制。
电源的电压回路通常包括一个比较器和一个反馈环。
比较器将输出电压信号与参考电压信号进行比较,并输出一个正向或反向的控制信号。
反馈环将控制信号送回至电源的输出端口,对输出电压进行调整。
这样,当输出电压偏离参考电压时,反馈环会自动对电源进行调整,并将输出电压维持在参考电压附近。
电流闭环控制则通过测量和控制负载电流来实现。
电压电流双闭环控制可以大大提高电源的稳定性和可靠性。
它可以弥补传统单电压闭环或单电流闭环的不足,确保电源提供稳定可靠的输出电压和电流。
同时,电压电流双闭环原理可以提高系统的响应速度和抗干扰能力,使得电源可以在各种不同的负载要求下保持均衡和稳定。
总之,电压电流双闭环原理是一种高效且精密的电源控制方式,可以保证输出电
压和电流的稳定性和可靠性,适用于各种电源应用中。
开关电源PWM的五种反馈控制模式

一、引言PWM开关稳压或稳流电源基本工作原理就是在输入电压变化、内部参数变化、外接负载变化的情况下,控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈,调节主电路开关器件的导通脉冲宽度,使得开关电源的输出电压或电流等被控制信号稳定。
PWM的开关频率一般为恒定,控制取样信号有:输出电压、输入电压、输出电流、输出电感电压、开关器件峰值电流。
由这些信号可以构成单环、双环或多环反馈系统,实现稳压、稳流及恒定功率的目的,同时可以实现一些附带的过流保护、抗偏磁、均流等功能。
对于定频调宽的PWM闭环反馈控制系统,主要有五种PWM反馈控制模式。
下面以VDMOS开关器件构成的稳压正激型降压斩波器为例说明五种PWM反馈控制模式的发展过程、基本工作原理、详细电路原理示意图、波形、特点及应用要点,以利于选择应用及仿真建模研究。
二、开关电源PWM的五种反馈控制模式1. 电压模式控制PWM (VOLTAGE-MODE CONTROL PWM):如图1所示为BUCK降压斩波器的电压模式控制PWM反馈系统原理图。
电压模式控制PWM是六十年代后期开关稳压电源刚刚开始发展起就采用的第一种控制方法。
该方法与一些必要的过电流保护电路相结合,至今仍然在工业界很好地被广泛应用。
电压模式控制只有一个电压反馈闭环,采用脉冲宽度调制法,即将电压误差放大器采样放大的慢变化的直流信号与恒定频率的三角波上斜波相比较,通过脉冲宽度调制原理,得到当时的脉冲宽度,见图1A中波形所示。
逐个脉冲的限流保护电路必须另外附加。
主要缺点是暂态响应慢。
当输入电压突然变小或负载阻抗突然变小时,因为有较大的输出电容C及电感L相移延时作用,输出电压的变小也延时滞后,输出电压变小的信息还要经过电压误差放大器的补偿电路延时滞后,才能传至PWM比较器将脉宽展宽。
这两个延时滞后作用是暂态响应慢的主要原因。
图1A电压误差运算放大器(E/A)的作用有三:①将输出电压与给定电压的差值进行放大及反馈,保证稳态时的稳压精度。
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电压、电流的反馈控制模式现在的高频开关稳压电源主要有五种PWM反馈控制模式。
电源的输入电压、电流等信号在作为取样控制信号时,大多需经过处理。
针对不同的控制模式其处理方式也不同。
下面以由VDMOS开关器件构成的稳压正激型降压斩波器为例,讲述五种PWM反馈控制模式的发展过程、基本工作原理、电路原理示意图、波形、特点及应用要`氪,以利于选择应用及仿真建模研究。
(1)电压反馈控制模式电压反馈控制模式是20世纪60年代后期高频开关稳压电源刚刚开始发展而采用的一种控制方法。
该方法与一些必要的过电流保护电路相结合,至今仍然在工业界被广泛应用。
如图1(a)所示为Buck降压斩波器的电压模式控制原理图。
电压反馈控制模式只有一个电压反馈闭环,且采用的是脉冲宽度调制法,即将经电压误差放大器放大的慢变化的直流采样信号与恒定频率的三角波上斜坡信号相比较,经脉冲宽度调制得到一定宽度的脉冲控制信号,电路的各点波形如图1(a)所示。
逐个脉冲的限流保护电路必须另外附加。
电压反馈控制模式的优点如下。
①PWM三角波幅值较大,脉冲宽度调节时具有较好的抗噪声裕量。
②占空比调节不受限制。
③对于多路输出电源而言,它们之间的交互调节特性较好。
④单一反馈电压闭环的设计、调试比较容易。
⑤对输出负载的变化有较好的响应调节。
电压反馈控制模式的缺点如下。
①对输入电压的变化动态响应较慢。
当输入电压突然变小或负载阻抗突然变小时,因为主电路中的输出电容C及电感L有较大的相移延时作用,输出电压的变小也延时滞后,而输出电压变小的信息还要经过电压误差放大器的补偿电路延时滞后,才能传至PWM比较器将脉宽展宽。
这两个延时滞后作用是动态响应慢的主要原因。
②补偿网络设计本来就较为复杂,闭环增益随输入电压而变化的现象使其更为复杂。
③输出端的LC滤波器给控制环增加了双极点,在补偿设计误差放大器时,需要将主极点低频衰减,或者增加一个零点进行补偿。
④在控制磁芯饱和故障状态方面较为麻烦和复杂。
改善及加快电压模式控制动态响应速度的方法有两种:一种是增加电压误差放大器的带宽,以保证其具有一定的高频增益。
但是这样容易受高频开关噪声干扰的影响,需要在主电路及反馈控制电路上采取措施进行抑制或同相位衰减平滑处理。
另一种是采用电压前馈控制模式。
电压前馈控制模式的原理图如图1(b)所示。
用输入电压对电阻、电容(Rt、Ctt)充电,以产生具有可变化的上斜坡的三角波,并且用它取代传统电压反馈控制模式中振荡器产生的固定三角波。
此时输入电压变化能立刻在脉冲宽度的变化上反映出来,因此该方法明显提高了由输入电压的变化引起的动态响应速度。
在该方法中对输入电压的前馈控制是开环控制,而对输出电压的控制是闭环控制,目的是增加对输入电压变化的动态响应速度,故这是一个由开环和闭环构成的双环控制系统。
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20世纪70年代后期才开始从学术上对其进行深人的建模研究。
直至20世纪80年代初期,第一批峰值电流控制模式集成电路(UC3842、UC3846)的出现,使得峰值电流控制模式迅速得到了推广应用,它主要用在了单端及推挽电路方面。
近年来,由于大占空比所必需的同步不失真斜坡补偿技术在实现上的难度及抗噪声性能差,峰值电流控制模式面临着改善性能后的电压控制模式的挑。
如图2所示,将误差电压信号UE送至PWM比较器后,并不是像电压控制模式那样与由振荡电路产生的固定三角波状电压斜坡信号进行比较,而是与一个变化的其峰值代表输出电感电流峰值的三角状波形或梯形尖角状合成波形信号叱比较,然后得到PWM脉冲的关断时刻。
因此峰值电流控制模式不是用电压误差信号直接控制PWM的脉冲宽度,而是直接控制峰值输出侧的电感电流的大小,然后间接地控制PWM的脉冲宽度。
峰值电流控制模式是一种用固定时钟开启、关断峰值电流的控制方法,这是因为峰值电感电流容易检测,而且其在逻辑上与平均电感电流大小的变化相一致。
但是,峰值电感电流的大小不能与平均电感电流的大小一一对应,因为在占空比不同的情况下,相同的峰值电感电流的大小可以对应不同的平均电感电流大小。
而平均电感电流的大小才是唯一决定输出电压大小的因素。
在数学上可以证明,将电感电流下斜坡斜率的至少一半以上的斜率加在实际检测电流的上斜坡上,可以去除不同占空比对平均电感电流大小的扰动作用,使得所控制的峰值电感电流最后收敛于平均电感电流。
因而合成波形信号UΣ要由斜坡补偿信号与实际电感电流信号两部分合成构成。
当外加斜坡补偿信号的斜率增加到一定程度时,峰值电流控制模式就会转化为电压控制模式。
若将斜坡补偿信号完全用振荡电路的三角波代替,就成为了电压控制模式,只不过此时的电流信号可以认为是一种电流前馈信号,如图2所示。
当输出电流减小时,峰值电流控制模式就从原理上趋向变为电压控制模式。
当电路处于空载状态,输出电流为零,并且斜坡补偿信号幅值比较大时,峰值电流控制模式实际上就变为了电压控制模式。
图2 峰值电流反馈模式控制原理图峰值电流控制模式是双闭环控制系统,即电压外环控制和电流内环控制。
电流内环是瞬日巾决速按照逐个脉冲工作的。
在该双环控制中,电流内环只负责输出电感的动态变化,因而电压外环仅需控制输出电容,不必控制LC储能电路。
基于这些特点,峰值电流控制模式具有比电压控制模式大得多的带宽。
峰值电流控制模式的优点如下。
①暂态闭环响应较快,对输入电压的变化和输出负载的变化的动态响应均很快。
②控制环易于设计。
③输入电压的调整可与电压控制模式的输入电压前馈技术相媲美。
④具有简单、自动的磁通平衡功能。
⑤具有瞬时峰值电流限流功能,即内在固有的逐个脉冲限流功能。
⑥具有自动均流并联功能。
峰值电流控制模式的缺点如下。
①占空比大于50%时开环不稳定性,存在难以校正的峰值电流与平均电流的误差。
②闭环响应不如平均电流控制模式理想。
③容易发生次谐波振荡,即使占空比小于50%,也有发生高频次谐波振荡的可能性,因而需要斜坡补偿。
④对噪声敏感,抗噪声性差。
因为电感处于电流连续工作状态,与控制电压编程决定的电流电平相比较,开关器件的电流信号的上斜坡通常较小,电流信号上有较小的噪声就很容易使得开关器件改变关断时刻,从而使系统进入次谐波振荡状态。
⑤电路拓扑受限制。
⑥对多路输出电源的交互调节特性不好。
(3)平均电流控制模式平均电流控制模式的概念产生于20世纪70年代后期。
平均电流控制模式集成电路出现在20世纪70年代初期,并成功应用在了20世纪70年代后期的高速CPU专用的具有高di/dt动态响应供电能力的低电压、大电流高频开关稳压电源中。
如图3(a)所示为平均电流控制模式的原理图。
该电路将误差电压%接至电流误差信号放大器(e/a)的同相端,以作为输出电感电流的控制编程电压信号Ucp(cp为current-program的缩写);将带有锯齿纹波状分量的输出电感电流信号UIN接至电流误差信号放大器(e /a)的反相端,代表跟踪电流编程信号Ucp的实际电感平均电流。
UIN与UCP的差值经过电流放大器(e /a)放大后,得到平均电流跟踪误差信号UCA,再由VCA及三角锯齿波信号UT或US通过比较器比较后得到PWM关断信号。
UCA的波形与电流波形UIN反相,所以是由UCA的下斜坡(对应于开关器件的导通时期)与三角波UT或US的上斜坡比较产生关断信号的。
显然这无形中增加了一定的斜坡补偿。
为了避免次谐波振荡,UCA的上斜坡不能超过三角锯齿波信号UT或US的上斜坡。
平均电流控制模式的优点如下。
①平均电感电流能够高度精确地跟踪电流编程信号。
②不需要斜坡补偿。
③调试好的电路抗噪声性能优越。
④适合在任何电路拓扑中对输入或输出电流的控制。
⑤易于实现均流。
平均电流控制模式的缺点如下。
①电流放大器在开关频率处的增益有最大限制。
②双闭环放大器带宽、增益等配合参数的设计与调试复杂。
图3 平均电流控制模式原理图图3(b)为增加了输入电压前馈功能的平均电流控制模式,非常适合输入电压变化幅度大、变化速度快的交流电网情况。
澳大利亚R-T公司的48 V/100 A的采用半桥整流电路的通信高频开关稳压电源模块实际上采用的就是如图3(b)所示的控制方式。
(4)滞环电流控制模式滞环电流模式控制为变频调制,也可以为定频调制。
如图4所示为变频调制的滞环电流控制模式。
它将电感电流信号与两个电压值进行比较,第一个较高的控制电压值UC由输出电压与基准电压的差值放大得到,它主要用于控制开关器件的关断时刻;第二个较低电压值UCH由控制电压UC减去一个固定电压值UH 得到,UH为滞环电压,UCH主要用于控制开关器件的开启时刻。
滞环电流控制模式是通过输出电压值Uo、控制电压值UC及UCH三个电压值来确定一个稳定状态的,它比电流控制模式多一个控制电压值UCH,去除了发生次谐波振荡的可能性。
滞环电流控制模式的优点如下。
图4 变频调制的滞环电流控制模式①不需要斜坡补偿。
②稳定性好,不容易因噪声发生不稳定振荡。
滞环电流控制模式的缺点如下。
①需要对电感电流进行全周期的检测和控制。
②变频控制容易产生变频噪声。
(5)相加控制模式如图5所示为相加控制模式的原理图。
它与如图1所示的电压控制模式有些相似,但有两点不同:一是放大器(e/a)是比例放大器,没有电抗性补偿元件。
控制电路中的电容C1较小,起滤除高频开关杂波作用。
主电路中较小的Lf、Cf滤波电路也起减小输出高频杂波的作用。
若输出高频杂波小,均可以不加。
因此电压误差放大没有延时环节,电流放大也没有大延时环节;二是经过滤波后的电感电流信号UA也与电压误差信号UE相加在一起构成一个总和信号U∑,它与三角锯齿波比较,从而得到PWM控制脉冲宽度。
相加控制模式是单环控制,但它有输出电压、输出电流两个输入参数。
如果输出电压或输出电流变化,那么占空比将按照补偿它们变化的方向而变化。
图5 相加控制模式的原理图相加控制模式的优点是:动态响应快(比普通电压模式控制快3~5倍),动态过冲电压小,输出滤波电容需要较少。
相加控制模式中的UA注入信号可以用于电源并联时的均流控制。
相加控制模式的缺点是:需要采取措施抑制电流、电压取样电路的高频噪声。
不同的PWM反馈控制模式具有各自不同的优缺点,在设计高频开关稳压电源时要根据具体情况选择合适的PWM反馈控制模式。
选择各种PWM反馈控制模式时一定要结合考虑具体高频开关稳压电源的氪λ、输出电压要求,主电路拓扑及器件的选择,输出电压的高频噪声大小,占空比变化范围等。