电源变换器中电流模式和电压模式相互转化
不受电流检测信号
的调节,电流反馈事实上已经不起作用,也就不参与到反馈环节。系统此时工作于标准的电压模式。
对于突发模式,输出电压完全由滞洄比较器控制,滞洄比较器控制通过检测输出电压的变化,将输出电压设定在允许的上限和下限的范围内,系统此时也是工作于标准的电压模式。
4. 2使 大的电感值趋向于电压模式
输出电感的选择及设计是基于输出 DC 电压的稳态和瞬态的要求。较大的电感值可减小输出纹波电流和纹波电压,减小磁芯的损耗,但在负载瞬变过程中改变电感电流的时间会加长,同时增大电感的成本和体积。较小的电感值可以得到较低的直流铜损,但是交流磁芯损耗和交流绕线电阻损耗会变大。
同时使用大的电感时,电感电流的斜率减小,在理想的状态下,若电感值为无穷大,那么在整个开关周期,电感电流为直流值,电流检测信号就不在起作用,也就是标准的电压模式。因此使用的电感值越大,工作于电流模式的控制就越接近于电压模式,在负载瞬变过程中,系统动特性越差。因此对于电流模式,折衷的方法是选择电感纹波电流峰峰值在输出负载电流额定值的 20%到 40%之间。
4. 3斜坡补偿的电 模式趋向于为电压模式
理论上,当占空比大于50%时,电流模式就要加斜坡补偿,系统才能稳定的工作。否则,就会产生次谐波振荡。在实际的应用中,占空比大于40%时,就要加斜坡补偿。占空比大于50%时,斜坡补偿,由于电感充分激磁,而去磁不足,因此输出的电压将比预设定的值高,并将继续升高,直到较慢的电压控制回路调整电流设定点为止,然后输出电压又下降至低于期望值,形成次谐波振荡,其典型的特性就是在一个开关周期,脉冲宽度较宽,在下一个开关周期,脉冲宽度变窄,在每三个开关周期,脉冲宽度又变宽,如此反复。此时可以看到输出电压不稳定,有时还可以听到音频的噪声。
图4:斜坡补偿
图4中,红线斜坡补偿,实线三角形波为没有加斜坡补偿的电感的电流波形,虚线为加斜坡补偿的电感的电流波形。如果用下降沿的锯齿波电压,则其加在电压误差放大器的输出上,用以控制电流检测信号;如果用上升沿的锯齿波电压,则其加在电流检测信号上,然后与电压误差放大器的输出进行比较。注意到,内部的斜坡补偿将使总的电流斜坡减小,即斜坡补偿使真正的电感电流的斜率降低,从而促使变换器从电流模式向电压模式转化,所加的斜坡补偿越大,变换器越接近电压模式。同时,斜坡补偿也降低了电流环路的增益,降低的系统内部设定的限流点,使系统实际所加的负载电流值降低。
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