电源技术中的基于控压型电源技术中的基于控压型DC-DC变换器电流环路补偿设计变换器电流环路补偿设计
0 引言 固定频率峰值电流模式PWM(Pulse WidthModulation) DC-DC变换器同传统的电压模式控制相比,
具有瞬态响应好,输出精度高,带载能力强等优点,因而被广泛应用。作为重要的模拟单元,斜坡补偿电路和
电流采样电路是电流模式PWM控制的根基,对电流模式控制中电流环路的稳定性起着重要作用。 1 电路结
构 图1所示是典型峰值电流模式PWM Boost DC-DC控制系统的结构框图。当电压外环的电压反馈信号经过
误差放大器放大得到的误差信号VE送至PWM比较器后,将与电流内环的一个变化的、其峰值代表输出电感电流
峰值的三角波或梯形尖角状合成波信号VE比较,从而得到P
0 引言
固定频率峰值电流模式PWM(Pulse WidthModulation) DC-DC变换器同传统的电压模式控制相比,具有瞬态响应好,输出
精度高,带载能力强等优点,因而被广泛应用。作为重要的模拟单元,斜坡补偿电路和电流采样电路是电流模式PWM控制的
根基,对电流模式控制中电流环路的稳定性起着重要作用。
1 电路结构
图1所示是典型峰值电流模式PWM Boost DC-DC控制系统的结构框图。当电压外环的电压反馈信号经过误差放大器放大
得到的误差信号VE送至PWM比较器后,将与电流内环的一个变化的、其峰值代表输出电感电流峰值的三角波或梯形尖角状合
成波信号VE比较,从而得到PWM脉冲关断阈值。即:
在(1)式中:第一项为斜坡补偿部分,用于保证电流环路的稳定;第二项反映了电感电流的大小,通常由电流采样电路产
生;第三项用于产生一个固定的基础电平,以为PWM比较器输入端图1 典型峰值电流模式PWMBoostDC—DC控制系统框图
提供一个合适的直流工作点。
因此,峰值电流模式控制不是用电压误差信号直接控制PWM脉冲宽度,而是通过控制峰值输出端的电感电流大小,然后
来间接地控制PWM脉冲宽度。
但是,电流模式的结构决定了其应用时存在电流内环在占空比大于50%时的开环不稳定现象、亚谐波振荡、非理想的环
路响应,以及容易受噪声影响等几个固有缺点。针对上述问题,在环路的补偿方式上,除了电压环路的RC串联补偿之外,还
必须对电流环路进行补偿,以满足电流环路的稳定性要求。有效的解决方法是采用斜坡补偿技术,并在提高电流采样精度的同
时降低采样损耗,以保证电流环路的稳定。
本文利用对振荡器充放电电容上的电压作V/I转换来得到稳定且斜率易于调节的补偿斜坡,同时采用功率SENSEFET作
为采样器件,并结合设计简洁的V/I变换,使采样系数不受温度和工艺的影响,从而在得到较高精度采样值的同时,还减低了
损耗。
2 电路原理分析
2.1 斜坡补偿