前言[1 ]

      开关电源需要对被控输出变量采用闭环控制, 以使系统对输入电压变化或负载电流变化能及时调节, 并具有期望的动态响应。传统的开关电源大都采用电压型控制, 即只对输出电压采样, 并作为反馈信号实现闭环控制, 以稳定输出电压。在其控制过程中, 电感电流未参与控制, 是独立变量, 开关变换器为二阶系统, 有两个状态变量, 即输出滤波电容的电压和输出滤波电感的电流。二阶系统是一个有条件的稳定系统, 只有对误差放大器补偿网络进行精心设计和计算, 才能保证系统稳定工作。由于开关电源的电流都要流经电感, 将使滤波电容上的电压信号对电流信号产生90°延迟。因此, 仅采用采样输出电压的办法, 其稳压响应速度慢, 稳定性差, 甚至在大信号变化时会产生振荡, 从而损坏功率器件。
      采用电流型控制的开关电源是一个双闭环控制系统, 针对电压型控制的缺点, 电流型控制既保留了电压型控制的输出电压反馈, 又增加了电感电流反馈, 而且这个电流反馈就作为PWM 控制变换器的斜坡函数, 从而不再需要锯齿波发生器, 使系统的性能具有明显的优越性。由于反馈电感电流的变化率di.dt 直接跟随输入电压和输出电压的变化而变化, 电感电流的平均值正比于负载电流。电压反馈回路中, 误差放大器的输出作为电流给定信号, 与反馈的电感电流比较, 直接控制功率开关通断的占空比, 使功率开关的峰值电流受电流给定信号的控制。
电流型控制方法的特点如下:
(1) 系统具有快速的输入、输出动态响应和高度的稳定性;
(2) 很高的输出电压精度;
(3) 具有内在对功率开关电流的控制能力;
(4) 良好的并联运行能力。
      目前, 随着电流型控制集成控制器的出现, 电流型控制技术越来越多地被应用于实际的设计当中。
      虽然电流型控制较电压型控制有许多优点, 但是对于检测固定频率、峰值电流的变换器而言, 电流型控制仍然存在着一些不足, 主要表现在以下几点:
(1) 存在一定条件下抗干扰能力差的问题。如果电感电流上升率不够大, 电路的分布电容会引起开通电流尖峰, 可能会造成开关管突然关断, 造成次谐波振荡(Subharmon icO scillat ion)。在没有斜坡补偿情况下, 当占空比大于50% 时, 次谐波振荡将会发散, 造成系统的不稳定。
(2) 控制信号与开关管电流有关, 因此, 功率级电路的振荡会给控制环带来噪声。
(3) 电感峰值电流与平均输出电流有误差。电流控制模式采用斜坡补偿后, 上述部分问题都能得到满意的解决, 并且不影响其优势的发挥。

2　电流型控制变换器的斜坡补偿[2 ]

      对于任何固定频率的电流型控制变换器, 当占空比超过50% 时, 不论电压反馈环的状态如何, 电流内环都是不稳定的。由于占空比不能取得很大, 对输入电压的限制就变得很严格。而加入斜坡补偿后, 对于任何占空比, 系统都可以稳定工作。