传统电流模式的缺陷及改进方案：斜坡补偿电路
斜坡补偿电路的选择和参数优化设计(0228_
峰值电流控制变换器斜坡补偿电路的优化设计
引脚的信号是初级的电流波形和补偿斜坡的叠加。
但由于 UC3843 的 4 脚的斜坡信号 VOSC 存在直流 分量，如图 5(d)所示。所以，采用该电路获取的补偿 信号，使得始终有一直流信号施加到限流脚 3 端，会
给电流检测带来误差。为此，需要在Ｒ2 和 4 脚间串 接耦合电容 C2，隔离直流分量，从而形成如图 5(b) 所示的阻容补偿网络，这样加到 3 端的信号就只有斜 坡信号了。
我们知道，芯片在正常工作时，是由芯片内部 5
伏基准通过定时电阻 RT 对电容 CT 充电，并由内部电 流源进行放电[8]，从而产生振荡，振荡频率决定电路
工作频率。但是，引入斜坡补偿后，电阻Ｒ2 和Ｒ1 的 分流作用必然会影响到定时电容 CT 充电时间，也就 影响了电路的工作频率。而且，电阻 R 2 和Ｒ1 越小， 其影响就越显著。为此，通常采用的方法就是引入射
时，补偿电阻网络的接入对定时电容 CT 充电时间的
影响可忽略。在实际应用中， R1 与 R2 的选择应满足
R1 + R2 > 10RT
（7）
此 时， 可忽略补偿电阻网络的接入对定时电容
CT 充电时间的影响。由此可见，在设计振荡器参数时 应使定时电阻 RT 尽量小或在设计电流尖峰滤波参数 时应使滤波电阻 R1 尽可能大。在 R1 和 RT 确定后，为 减少对电路工作频率的影响要求 R2 越大越好。
电流型变换器工作原理和斜坡补偿
图5UC1846采用不同斜坡补偿方法的电路原理图
（a）斜坡补偿信号和电流检测信号相加
（b）斜坡补偿信号直接和误差信号相加
——开关频率固定(这种情况下R1/R2固定)，并且误差放大器增益固定；
——计算所需斜坡补偿量时要把电压误差放大器,电流误差放大器的增益都考虑进去。在任何一种情况下TRS(VO/L)（4）
从而保证变换器的占空比大于50％时变换器能稳定工作。
2.2次谐波振荡
对电流型控制而言,内环电流环峰值增益是个很重要的问题，这个峰值增益在开环频率一半的地方，由于调制器的相移可能在电压反馈环开关频率一半的地方产生振荡,这种不稳定性叫做次谐波振荡。
3峰值电流检测与平均电流检测
5UC1846的斜坡补偿
UC1846是一种采用斜坡补偿的电流型集成控制芯片，它具有恒频PWM电流型控制所需的控制电路和相关电路。图5（a）和图5（b）表示采用UC1846实施斜坡补偿的两种电路原理图。在第4脚的电流检测信号和斜坡补偿信号直接相加很容易实现，但这又在电流检测电路中引入了误差。另一种方法就是把这个斜坡补偿加至误差放大器的反相输入端,采用这种方法的前提条件是:
2峰值电流型控制存在的问题
下面主要讨论峰值电流型控制存在的问题及利用斜坡补偿克服所存在问题的方法，并给出斜坡补偿的实施方案。
2.1开环不稳定性
在不考虑外环电压环的情况下，当恒频电流型变换器的占空比大于50％时，就存在内环电流环工作不稳定的问题。然而有些变换器（如双管正激变换器）它本身工作的脉冲占空比就不能大于50％，因此不存在问题。而有些变换器的脉冲占空比不大于50％时，它的输入将会受到许多限制，如果在内环加一个斜坡补偿信号，则变换器可以在任何脉冲占空比情况下正常工作。下面介绍斜坡补偿工作原理。
斜坡补偿技术
电流控制技术的斜坡补偿分析当占空比大于50%时，采用电流控制技术容易发生不稳定现象，主要原因为：(1)占空比大于50%时，电路容易发生次谐振荡，其原理如图5-2所示，设△I n 为第n次开通前电流扰动信号，m1和m2分别为电流上升下降率，实线为稳定情况，虚线为加入扰动后的情况，可以推出：第n+1个开关周期电流扰动量为△I n+1=-△I n （m2/m1），当D>0.5时，即m2>m1时，扰动会在随后一个周期加大，造成不稳定或性能下降；(2)占空比大于50%时，电流的下降率大于上升率，平坦的上升率使电感电流出现一个干扰而被放大，最终导致电路不稳定。
因此占空比大于50%时，必须采用斜坡补偿的方法来改善其工作特性。
斜坡补偿可采用下列两种方法：ΔΔ图5-2 电流控制中的次谐振荡 图5-3 Ue 处加上斜坡补偿(1) 误差电压U e 处加上斜坡补偿补偿原理波形，如图5-3所示。
在Ue 处加入斜坡补偿后，将不再发生次斜振荡。
补偿斜坡的斜率m 等于或略大于m2/2，此时△I n+1=-△I n （m2-m）/(m1-m），在随后的周期电流扰动会减小到零，系统得以真正的电流模式运行，而不影响电流模式优越性的发挥。
补偿斜坡可以由振荡器获得。
(2) 采样电压Us 处加上斜坡补偿斜坡补偿电路器振荡波形控制电路振荡原边电流波形流反馈信号波形斜坡补偿后的电图5-4 采样电压Us 处加上斜坡补偿补偿原理波形，如图5-4所示。
将补偿斜坡加在采样电阻R S 的感应电压上，使反馈信号电压变化率增大，再与平滑的误差电压进行比较。
这种补偿同样能有效地防止谐波振荡现象，使电路工作稳定。
补偿斜坡也由振荡器获得。
buck电流模式 斜坡补偿 电路
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电流控制技术和斜坡补偿
三、斜坡补偿的引入
斜坡补偿原理： 鉴于以下原因, 峰值电流控制必须考虑采用斜坡补偿。 1 电路的稳定性 图 2、图 3 分别是占空比大于 50% 和小于 50%的尖峰电流控制的电感电流波形图。其中 Ve 是电压放大器输出的电流设定值,?Io 是扰动电流, ｍ1、ｍ2 分别是电感电流的上升沿及下
降沿斜率。 由图可知, 当占空比小于 50%时扰动电流引起的电流误差 ? I 1 变小了, 而占空比大于 50%时扰动电流引起的电流误差 ? I 1 变大了。所以尖峰电流模式控制在占空比大于 50%时, 经 过一个周期会将扰动信号扩大, 从而造成工作不稳定, 这时需给ＰＷＭ比较器加坡度补偿以稳 定电路, 如图 4 所示。加了坡度补偿, 即使占空比小于 50%,电路性能也能得到改善。
固定补偿网络， 很多时候会发生过补偿或欠补偿， 降低了电路的性能并导致波形畸变， 因此， Boost 电路通常不采用峰值电流控制而是采用平均电流控制的模式，来避免斜坡补偿。 2.减小尖峰值/平均值误差 电流模式控制的实质是使平均电感电流跟随误差电压 V e 设定的值, 即可用一个恒流源来 代替电感, 使整个系统由二阶降为一阶。但如图 6 所示, 尖峰电流控制模式中随着占空比Ｄ1、 Ｄ2 的不同, 电感电流的平均值 I1、 I2 亦不同。 如图 7 示, 可以通过斜坡补偿来获得不同占空比 下一致的电感电流。
图 1 双环电流型控制器原理图
从图 1 可以看出, 电流型控制器有两个控制闭合环路:一个是输出电压反馈误差放大器Ａ, 用于 与基准电压比较后产生误差电压;另一个是变压器初级(电感)中电流在 Rs 上产生的电压与误 差电压进行比较, 产生调制脉冲的脉宽, 使得误差信号对峰值电感电流起着实际控制作用。系 统工作过程如下 :假定输入电压下降, 整流后的直流电压下降, 经电感延迟使输出电压下降, 经 误差放大器延迟 Vca 上升, 占空比变化, 从而维持输出电压不变, 在电流环中电感的峰值电流也 随输入电压下降, 电感电流的斜率 di/dt 下降, 导致斜坡电压推迟到达 Vca, 使 PWM 占空比加大, 起到调整输出电压的作用。 由于既对电压又对电流起控制作用, 所以控制效果较好在实际中得 到广泛应用。 特点： a) 由于输入电压 Vi 的变化立即反映为电感电流的变化, 不经过误差放大器就能在比较器中改 变输出脉冲宽度(电流控制环),因而使得系统的电压调整率非常好, 可达到 0.01%V, 能够与线性 移压器相比。 b)由于双环控制系统内在的快速响应和高稳定性, 反馈回路的增益较高, 不会造成稳定性与增 益的矛盾, 使输出电压有很高的精度。 ｃ)由于 Rs 上感应出峰值电感电流, 只要 Rs 上电平达到 1V,PWM 控制器就立即关闭, 形成逐个 脉冲限流电路, 使得在任何输入电压和负载瞬态变化时, 功率开关管的峰值电流被控制在一定 范围内, 在过载和短路时对主开关管起到有效保护。 d)误差放大器用于控制, 由于负载变化造成的输出电压变化, 使得当负载减小时电压升高的幅 度大大减小, 明显改善了负载调整率。 e) 由于系统的内环是一个良好的受控电流放大器, 所以把电流取样信号转变成的电压信号和 一个公共电压误差放大器的输出信号相比较, 就可以实现并联均流, 因而系统并联较易实现。
斜坡补偿电路原理
斜坡补偿电路原理你看啊，在电源电路里呢，有个叫电流模式控制的方法。
这就像是一个小管家，要管着电路里电流的事儿。
可是呢，这个小管家有时候也会遇到麻烦。
比如说，当占空比（这就像是电流工作的时间比例啦）变得比较大的时候，电路就会开始捣乱，它会出现一种不稳定的情况，就像小朋友闹脾气一样。
那怎么办呢？这时候斜坡补偿电路就闪亮登场啦。
斜坡补偿电路就像是一个超级英雄，来拯救这个不稳定的局面。
想象一下，电路里的电流或者电压信号就像一座座小山包。
正常情况下呢，这些小山包按照一定的规律排列着，电路就稳稳当当的。
但是当占空比变大的时候，这些小山包就开始变得歪歪扭扭，电路就跟着不稳定啦。
斜坡补偿电路呢，它会给这些小山包添加一些特殊的“泥土”，让小山包重新变得规规矩矩的。
具体来说哦，斜坡补偿电路会产生一个斜坡信号。
这个斜坡信号就像是一把神奇的小铲子，把那些不整齐的小山包重新塑形。
这个斜坡信号会和原来电路里的信号混合在一起。
比如说，原来的信号是往上冲得太猛了，斜坡信号就像一个温柔的力量，拉着它，让它慢慢上升，而不是一下子就冲到天上去。
你可以把原来的电路信号想象成一个调皮的小猴子，总是上蹿下跳的。
斜坡补偿电路产生的信号呢，就像是小猴子的妈妈，牵着它，让它稳稳地走路。
这样一来，电路就不会因为电流或者电压信号的乱跳而不稳定啦。
再从数学的角度看一丢丢哈。
在没有斜坡补偿的时候，电路的一些计算就像是在走钢丝，很容易出错。
一旦加上了斜坡补偿，就像是给走钢丝的人加上了安全绳。
它改变了电路的一些数学关系，让那些原本可能会导致电路混乱的计算变得合理起来。
而且哦，斜坡补偿电路的这个斜坡信号可不是随便乱加的。
它的斜率是经过精心设计的。
就像裁缝做衣服，每一针每一线都得恰到好处。
如果斜率太大了，就像给小猴子的妈妈太大的力气，会把小猴子拉得太狠，电路又会出现新的问题。
要是斜率太小呢，就像妈妈根本拉不住小猴子，电路还是不稳定。
在实际的电路中，斜坡补偿电路的实现方式也是多种多样的。
电流型控制模式的斜坡补偿
电流型控制模式的斜坡补偿杨仕伟【摘要】在传统的电压形式的调控之下， PWM控制器又新添了一个电流反馈环路，该种控制器是由电流模式控制的，添加了新的东西以后动能性明显有了很大的提高，这种模式，已经成为PWM 控制器的首先款式。
【期刊名称】《电子制作》【年(卷),期】2014(000)022【总页数】1页(P1-1)【关键词】电流模式控制;PWM控制器;电流反馈环路【作者】杨仕伟【作者单位】贵州师范学院 550025【正文语种】中文电流模式控制；PWM控制器；电流反馈环路在电压调控下的开关电源控制体系不但有一个单一的控制环路，同时又有个Q值的共同控制点，在开环倍率特征的线条上表现为一个振峰比较大的数值，使体系的震动频率大增。
为了将这种震动对整个体系产生不良的影响，通过电压控制仪器设备，利用PI或PID对整体体系进行震动频率的调整，而这种调控措施降低了整个体系低频段的震动损坏，使整个体系的反应速度降低，影响了震动的特性。
电流模式的调控系统，对电流正常使用产生不利的影响，对整个体系的开环效率产生好的影响，使其变得比较容易调整。
一般情况下，采用电流调控方式后，电压环的电流传递速率将会发生巨大变化，其频率特征线条也会受到谐振峰的影响，所以对电压环进行恰当的调整将变得十分容易，可以提高电流的运转效率，使得整个电流运转体系的动态性加强，为其提供一个更加稳定的运转环境，不过电流模式的调控也具有明显的不足之处，正如下面提到的：（1）所占用的空间面积超过一半还多的时候，整个体系就会出现不稳定的问题，特别容易引起次谐波振荡的出现。
此外，在选择电路拓扑结构的过程中还会受到不同程度的限制，在升压型电路和降压—升压型电路中，因为距离电流输出端的距离过远，所以在峰值电流与平均电流之间从在这很大的不足之处。
（2）对杂音很敏感，而且对这些声音的抵抗能力比较弱小。
由于电感处于连续储能电流之中，所以电流在经过斜坡的过程中其输送效率也会明显地降低，电流信号中一旦产生一些杂音就会对整个控制系统产生不良的影响，在关闭的时候将会对共振谐波产生很大的影响，使系统进入次谐波振荡。
电流控制技术和斜坡补偿
电流控制技术和斜坡补偿一、电流型控制原理及特点原理：电流型脉宽调制(PWM)控制器是在普通电压反馈PWM 控制环内部增加了电流反馈的控制环节,因而除了包含电压型PWM 控制器的功能外,还能检测开关电流或电感电流,实现电压电流的双环控制。
控制原理框图如下图（图1）所示。
图 1 双环电流型控制器原理图从图 1 可以看出,电流型控制器有两个控制闭合环路:一个是输出电压反馈误差放大器Ａ,用于与基准电压比较后产生误差电压;另一个是变压器初级(电感)中电流在Rs 上产生的电压与误差电压进行比较,产生调制脉冲的脉宽,使得误差信号对峰值电感电流起着实际控制作用。
系统工作过程如下:假定输入电压下降,整流后的直流电压下降,经电感延迟使输出电压下降,经误差放大器延迟Vca 上升,占空比变化,从而维持输出电压不变,在电流环中电感的峰值电流也随输入电压下降,电感电流的斜率di/dt 下降,导致斜坡电压推迟到达Vca,使PWM 占空比加大,起到调整输出电压的作用。
由于既对电压又对电流起控制作用,所以控制效果较好在实际中得到广泛应用。
特点：a)由于输入电压Vi 的变化立即反映为电感电流的变化,不经过误差放大器就能在比较器中改变输出脉冲宽度(电流控制环),因而使得系统的电压调整率非常好,可达到0.01%V, 能够与线性移压器相比。
b)由于双环控制系统内在的快速响应和高稳定性,反馈回路的增益较高,不会造成稳定性与增益的矛盾,使输出电压有很高的精度。
ｃ)由于Rs 上感应出峰值电感电流,只要Rs 上电平达到1V,PWM 控制器就立即关闭,形成逐个脉冲限流电路,使得在任何输入电压和负载瞬态变化时,功率开关管的峰值电流被控制在一定范围内,在过载和短路时对主开关管起到有效保护。
d)误差放大器用于控制,由于负载变化造成的输出电压变化,使得当负载减小时电压升高的幅度大大减小,明显改善了负载调整率。
e)由于系统的内环是一个良好的受控电流放大器,所以把电流取样信号转变成的电压信号和一个公共电压误差放大器的输出信号相比较,就可以实现并联均流,因而系统并联较易实现。
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传统电流模式的缺陷及改进方案：斜坡补偿电路
引言
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管的导通和关断的时间比率，维持输出电压稳定的一种电源，它和线性电源相比，具有效率高、功率密度高、可以实现和输人电网的电气隔离等优点，被誉为离效节能电源M 目前开关电源已经应用到了各个领域，尤其在大功率应用的场合，开关电源具有明显的优势。
开关电源一般由脉冲宽度控制(PWM)IC、功率开关管、整流二极管和
LC 滤波电路构成。
在中小功率开关电源中，功率开关管可以集成在PWM 控制IC 内。
开关电源按反馈方式分为电压模式和电流模式。
电流模式开关电源因其突出的优点而得到了快速的发展和广泛的应用。
但是电流模式的结构决定了它存在两个缺点:恒定峰值电流而非恒定平均电流引起的系统开环不稳定:占空比
大于50%时系统的开环不稳定。
本文旨在从原理上分析传统电流模式的缺陷及改进方案，之后分析一个实用的斜坡补偿电路。
2.电流模式的原理分析
开关电源可以有很多种结构，但原理基本相似。
①根本消除了Push- pull 开关电源存在的磁通量失恒问题磁通量失恒会减弱电感的承压能力，导致
功率管电流不断增大并最终烧毁。
电流模式在每个周期都限定功率管峰值电流，能彻底杜绝磁通量失恒.
②电压调整率显著减小。
当输人电压波动时③简化了反馈电路的设计LC 滤波电路在频率达到共鸣频率
后，相移会接近最大值180°，输人到输出的增益会随着频率的升高而迅速减。