斜坡补偿电路在峰值电流控制模式中的应用

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峰值电流模控制中的斜坡补偿技术

峰值电流模控制中的斜坡补偿技术

图 4 n 阶线性斜坡产生原理图 Fig 4 Functional Diagram for N Rank Linear Slope Generator
空比的增大, 斜率补偿信号的幅度也会增大, 图 5 三阶线性斜坡
Fig 5 3 Rank Linear Slope
109-3
时序图可以看到,斜坡的产生与外部时钟 同步,并随其改变[3] [4]。 3. 5 非线性斜坡产生电路 以上的几种斜坡均是由振荡器先产生 一个三角锯齿波,然后再经过电路处理而 得出补偿信号。这样所波由功率管的控制信号产生,并且其 与经过电路网络处理后的电感电流做比较
图3 线性斜坡产生电路 Fig 3 the Linear Slope Generator Circuit
109-2
坡信号加在三个晶体管的基极,随着斜坡幅 值的增加,Q1、Q2、Q3、依次导通,从而形 成三阶线性斜波(如图 5 所示)islope [3]。 3.3 带箝位的斜坡补偿电路 加斜率补偿后随着占空比的增大,实际 的电感电流峰值被降低了。这是因为随着占 从而导致峰值电流门限在主开关导通的后期 显著下降。当占空比达到 90%时,补偿信号 将电感峰值电流减小了 30%。解决途径之一 便是当发生斜坡补偿时提高控制门限电平。 但是仅仅提高门限并不是个可靠的办法,一 是误差放大器输出的控制信号会经过一个 RC 滤波网络再反馈到 PWM 比较器中,该 滤波网络的时常数一般都很大,那么门限控 制电平将无法跟上补偿斜坡的快速变化。二 是单纯的提高门限则会将斜坡补偿化为乌 有。但是,若在斜坡部分加一个箝位电路, 该箝位电路的箝位电压可以根据斜坡信号的幅度加以调 节, 进而保证在大占空比下电感峰值电流实质上不变 (如 图 6 示) 。 并且斜坡补偿信号的引入使得箝位电路的箝位 阈值随着斜坡补偿信号幅度的增减而增减,最后将其经 过处理的斜坡补偿信号箝位在 V1 和 V2 上经 ERR4 输出。 3. 4 可外同步的斜坡补偿电路 以上的斜坡产生电路均是内同步的,但在有些通信 系统应用中,系统同步是很重要的,整个系统需要在统 一的时钟下同步运行,因此需要斜坡补偿部分随外部电 路时钟进行变化。如图 7 所示可外同步的斜坡补偿电路 框图。下面介绍一下该电路中的各模块功能: 时钟检测及脉冲触发电路:检测到有时钟输入时, 将计数器预置一个数,并在每个周期内产生一个脉冲。 窗口比较器: 限定三角波的峰值在 Vref1<V<Vref2 之间。 电容 C1 :在 φ A 控制下充放电产生三角波。 计数器:外部时钟变化或三角波峰值电压 V 不在 Vref1 和 Vref2 时,触发其进行计数。当 V 低于 Vref1 时上计数,每 计一个数则打开一个电流源, 加大对 C1 的充电电流以提高 斜坡峰值; 当 V 高于 Vref2 时, 在外时钟同步下进行下计数, 每减一个数则关闭一个电流源,降低下一个时钟周期的三角波峰值;当 Vref1<V<Vref2 时,逻辑控制模块将计 数时钟屏蔽,则打开固定的电流源,此时斜坡峰值将不再变化。其整个工作过程的大概波形如图 8 所示。由

斜坡补偿电路在峰值电流控制模式中的应用

斜坡补偿电路在峰值电流控制模式中的应用
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Ab ta t sr c :T he a r i r d e he prn i l rvi cr u t f s ic i p w e i p a p pe nt o uc s t i c p e of d i ng i c i o w t h ng o r n ek
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S n —h n HIYo g s e g,ZHA NG Ja —e,NI n — u,NI Ii in fi NG Qig J U
( o l e J El ti a d I f r t nEn ie rn C l g e rc n n o ma i g n e ig,S a x n v r i f S i c n c ol gy e o c o h n i i e s y o ce ea d Te hn o U t n
rm e ho h t so o pe a i n c r ui a e lz wic we t b lt n pe k c — i nts wst a l pe c m ns to ic t c n r a ie s t h po r s a iiy i a ur r ntc t olmod h n d y c l s D> 5 , n a ns e s a iiy ofs s e a d a iiy e on r e w e ut yce i O a d c n e ur t b lt y t m n b lt

峰值电流模式中斜坡补偿的设计

峰值电流模式中斜坡补偿的设计

变的斜坡 补偿 电路。 当 占空 比 D<5 % 时 , 坡 补偿 电路 输 出斜 率 固定 的信 号 ; D> 0 时 , 0 斜 当 5% 斜
坡补偿电路输 出的信号斜率与 D成正比, 有效的避免 了过补偿现象。电路基于 0 1 M S工 .8 m C O 呓 设计, 仿真结 果表 明, 该斜坡 补 偿 电路 能够给 出 良好 的斜 坡 补偿 信 号 , 证 变换 器 系统 工作 在稳 保
第 6期
21 00年 l 2月




N0 6 . De .. 0 0 c 2 1
MI CR0PR0C S ES ORS

大 规 模 集 成 电路 设 计 、 造 与应 用 ・ 制
峰值 电流模 式 中斜 坡 补偿 的设 计
韩 良, 张 磊, 宗士新
( 哈尔 滨工 业大 学( 海) 电子 中心 , 海 24 0 ) 威 微 威 6 29 摘 要 : 论 了峰值 电流模 式 P 讨 WM 降压 型 变换 器 中斜坡 补 偿 的基 本原 理 , 设计 了一个 频率 可
b c o v re ,a d d sg saso ec mp n aincrut t ait n l lp,w e ed t ai < u kc n etr n ein lp o e s t i iwi av rai a so o c h o h n t uyrt D h o
5 % ,t e so e o lpe c mpe a in cr u t S o t u s a t t 0 h lp fso o ns t ic i ’ u p t i p o i o c;wh n te d t ai D >5 e h u y r t o 0% ,t e h so e o lpe c mpe a in cr ui’ upu sdie t r p rina o D,i e fci ey r s l e h r b lp fso o ns to ic t So t ti r cl p o o o lt y t t f t l e ov st e p o — e v lm fo e o e o v rc mpe a in.Th ic i s d sg e n 0. m ns t o e cr u ti e i n d i 1 t CMOS p o e s t e r s ts o h lp 8 ̄ r c s , e ul h ws te so e h c mpe s t n’ s v r l , n e c nv re y tm a r n t e se d t t o n ai o S i e y wel a d t o e tr s se c n wo k i h ta y sae. h

峰值电流模式斜坡补偿电路研究

峰值电流模式斜坡补偿电路研究

(Wuhan
University
of
Technology,Wuhan
430070,China)
to
Abstract:This paper mainly discusses the emitter follower compensation circuit and its parameters design stability of switching power using peak
中图分类号:TM46 文献标识码:A
文章编号:1000一lOOX(2008)12—0071—03
Study
on
Slop Compensation Circuits in Peak Current-mode Control
XIA Ze—zhong,LI Yuan—zheng,TAO Xiao—peng
(a)D<0.5,△如<AII (b)D>0.5,A/2>△,
引脚的波形通过三极管和R:耦合到RAMP上。通 常三极管的放大倍数大于100,引入射极跟随器后, 其补偿电路的等效电阻增加.减小了补偿电路对工 作频率的影响。
图2
CCM模式下五波形
△,
图5射极跟随器构成的斜坡补偿电路及波形
但因为三极管基射极间的导通门槛电压(通常 为0;7V)高于CT波形的最低电压(0.2V),使得耦 合到RAMP、引脚的补偿信号中有一段死区.如图5b 中所示的&时问段。从而不能实现占空比全程可 调,特别是当占空比很小时,会有一个跳跃的过程。 因此.需要对其补偿电路进行改进。改进的思路是抬 高CT耦合到三极管的基极电压,如图6a所示。通 过R,和R。的上拉分压作用,使得CT耦合到三极管 基极的信号高于其导通门槛电压,从而消除补偿到 RAMP引脚信号的死区,如图6b所示。

峰值电流模式升压DC-DC变换器中斜坡补偿的分析与设计

峰值电流模式升压DC-DC变换器中斜坡补偿的分析与设计
加 一 斜 坡 补偿 电路 。本 文 介绍 了 个 固 定频 率 、峰值 电 流模 式升 压 DC—



DC变 换 器 斜 坡 补偿 的基 本 原 理 , 设
计 了一 种 简 单 实 用 的 斜 坡 补 偿 电
路。



斜 坡 补 偿 的 基 本 原 理
崮定 频 率 、峰 值 电流 模 式 升
DC— DC变换 器 控 制 电路 如 图 1 示 。 所 l ,isf e 对 功 率 开 关 中 _e s 是 l 管 的 电流 采 样 ,相 当 于 对 t 间 内 时
El cr ni e e to cD s & Ap ia i n Wo l Nik i e to c na plc to r d- k e cr nisChi El
振 荡器 电路 2为恒 定 电流 充放 电振 荡 器 结 构 图。其 中 MP ~ MNoMN MP 、 -
在 占空 比 D一 定 的情 况 下 ,若 为 比较器 , 与 反 相器 I 、 NV, 它 NV.I 、
NV MP 、 : D 05 则不 需 要 斜 率 补 偿 即 可 实 I 构 成 施 密 特 触 发器 , MP < ., ) ’ 一 门 ~ 可 () 4 现 系统 稳 定 ; D> ., 耍 获得 系 为 电流 源 。该 振 荡 器 电路需 要 一 个 若 05 则 统 稳 定 ,补 偿 的斜 率 大 小 应 满 足 基 准 电压 信 号 V 来 设 定施 密特 触 发 器 的 上 、下 阀值 电 ,电流源 IE R F
筹 ,特 别是 1乜感 中的 纹 波 电流 成 r

到 I. 后 开 始 。- 。设 t n .,然 . 卜降 = T时

斜坡补偿电路在峰值电流控制模式中的应用

斜坡补偿电路在峰值电流控制模式中的应用

图 1 补偿信号 Uc 叠加在电流采样信号 Vs 上的电路图 F i . 1 C i r c u i t d i a r a m f o r a d d i n c o m e n s a t i o n s i n a l Uc g g g p g t o c u r r e n t s a m l i n s i n a l Vs p g g
它的性能直接影响着被驱动器件的寿命 、 效率 等, 和可靠性 , 因此 , 本文研究了在电流控制模式下开 关电源的稳定性问题 。 电流控制模式又分为平均电流控制模式和峰 其中峰值电流控制模式在占空 值电流控制模式 ,
, 作者简介 :史永胜 ( 男, 陕西西安人 , 博士 , 教授 , 主要从事 L 1 9 6 6- ) E D 驱动技术和平板显示器件的研究 。
Vo
M2 n 当 I Δ 0, M1 ; ) 表 明 图 2( 在 D< M1 >M2 使 得l i m Δ I a n =0
经过n 个周期误差为 : I Δ n= -


n →∞
扰 动 在 随 后 周 期 逐 渐 减 小, 趋 于 稳 定; 反 5 0% 时 ,
PWM
Vea S R Q Vs
驱动 电路
A l i c a t i o n o f S l o e C o m e n s a t i o n C i r c u i t p p p p i n P e a k C u r r e n t C o n t r o l
, ,N ,N S H I Y o n s h e n Z HANG J i a n f e i I NG Q i n J u I U L i - - - g g g
摘 要 :介绍了电源驱动电路在峰值电流控制模式下的工作原理 , 分析了占空比 D>5 0% 时 驱 动 电 路 产 生 振 荡和不稳定的原因 , 从理论上论述了 电 感 电 流 的 斜 率 , 占空比与系统稳定性之间的关系, 运用斜坡补偿的方 给 出 了 斜 坡 补 偿 的 基 本 原 理, 设 计 步 骤 以 及 补 偿 电 路, 法实现电源驱动电路在峰值电流控 制 模 式 下 的 稳 定 , 最后给出以 U 斜坡补偿电 C 3 8 4 2 为控制芯片的反激式变化器斜坡补偿电路设计实例 。 仿真与实验结果表明 , 路能够实现峰值电流控制开关电源在占空比 D>5 保证了系统的稳定性和抗干扰能力 。 0% 时稳定工作 , 关 键 词 :峰值电流 ; 斜坡补偿 ; 开关变换器 ; 误差电压 : / 中图分类号 : TN 8 6 文献标识码 :A D O I 1 0. 3 7 8 8 Y J Y X S 2 0 1 2 2 7 0 2. 0 2 1 7

峰值电流控制模式中斜坡补偿电路的设计

峰值电流控制模式中斜坡补偿电路的设计

万方数据 万方数据 万方数据 万方数据峰值电流控制模式中斜坡补偿电路的设计作者:杨汝作者单位:广州大学,刊名:电力电子技术英文刊名:POWER ELECTRONICS年,卷(期):2001,35(3)被引用次数:36次1.张占松开关电源的原理设计2.Practical Considerations in Current Mode Power Supplies3.A New Integreted Circuit for Current Mode Control. Unitrode Application Note: 3.5 ~ 3.64.Modelling, Analysis and Compensation of the Current Mode Converter. Unitrode Application Note:3.44~3.465.Middlebrook R D Topics in Multiple-Loop Regulators and Current-Mode Programming 19851.徐静平.王虎.钟德刚.谭亚伟.Xu Jingping.Wang Hu.Zhong Degang.Tan Yawei一种用于PWM变换器的斜坡补偿电路设计[期刊论文]-华中科技大学学报(自然科学版)2007,35(9)2.高原.邱新芸.汪晋宽峰值电流控制开关电源斜坡补偿的研究[期刊论文]-仪器仪表学报2003,24(z1)3.刘树林.刘健.钟久明.LIU Shu-lin.LIU Jian.ZHONG Jiu-ming峰值电流控制变换器斜坡补偿电路的优化设计[期刊论文]-电力电子技术2005,39(5)4.夏泽中.李远正.陶小鹏.XIA Ze-zhong.LI Yuan-zheng.TAO Xiao-peng峰值电流模式斜坡补偿电路研究[期刊论文]-电力电子技术2008,42(12)5.张洪俞.夏晓娟.ZHANG Hong-yu.XIA Xiao-juan一种基于峰值电流模DC-DC转换器的斜坡补偿电路[期刊论文]-电子器件2007,30(2)6.陈富吉.来新泉.李玉山.Chen i Xinquan.Li Yushan一种自适应斜坡补偿电路的设计与实现[期刊论文]-半导体学报2008,29(3)7.王红义.来新泉.李玉山.Wang i Xinquan.Li Yushan减小DC-DC中斜坡补偿对带载能力的影响[期刊论文]-半导体学报2006,27(8)8.路秋生电流型变换器工作原理和斜坡补偿[期刊论文]-仪器仪表学报2001,22(z1)9.LIU Cheng.吴玉广.LIU Cheng.WU Yu-guang峰值电流控制模式中斜坡补偿的分析[期刊论文]-微计算机信息2008,24(25)10.叶强.来新泉.李演明.袁冰.陈富吉.Ye i Xinquan.Li Yanming.Yuan Bing.Chen Fuji一种DC-DC全区间分段线性斜坡补偿电路设计[期刊论文]-半导体学报2008,29(2)1.胡水根.邹雪城.张兢.孔令荣一种用于Boost DC-DC转换器的新型动态斜坡补偿电路[期刊论文]-计算机与数字工程 2007(10)2.史永胜.张建飞.宁青菊.牛力斜坡补偿电路在峰值电流控制模式中的应用[期刊论文]-液晶与显示 2012(2)3.林薇.刘永根.张艳红开关电源峰值电流模式次谐波振荡研究[期刊论文]-信息与电子工程 2009(4)4.陈乐柱.徐艳霞.刘雁飞电流模式模糊控制Boost变换器的研究与建模[期刊论文]-电子技术 2009(1)5.王瑾.李攀.王进军.刘宁.张强电流模式PWM升压DC-DC变换器斜升波发生器的设计[期刊论文]-现代电子技术2007(17)6.刘永根.游剑.罗萍.张波.李肇基一种精准的升压型DC-DC转换器自调节斜坡补偿电路[期刊论文]-微电子学2007(1)7.刘永根.冯勇.罗萍.张波一种新型的电流极限比较器[期刊论文]-中国集成电路 2007(3)8.孙雅茹.王建国电流型控制芯片UCC3802及其在开关辅助电源中的应用[期刊论文]-自动化技术与应用 2002(6)9.刘雪飞.丁召.郝红蕾.程刚.刘娇.杨发顺一种降压型DC-DC变换器动态斜坡补偿电路的设计[期刊论文]-微电子学 2013(2)10.任立刚.任稷林.贾月鹏.孔丽红一种改进型单周控制的交流电子负载研究[期刊论文]-空军雷达学院学报2011(5)11.李宏.荣军峰值电流控制在移相全桥变换器中的技术研究[期刊论文]-电力电子技术 2008(1)12.韩基东.雍广虎一种PWM/PFM的同步整流升压转换器设计[期刊论文]-电子与封装 2008(9)13.田锦明.王松林.来新泉.王留杰峰值电流控制模式中的分段线性斜坡补偿技术[期刊论文]-电子器件 2006(3)14.陈咸丰.尹斌峰值电流控制模式在移相全桥变换器中的应用[期刊论文]-通信电源技术 2005(3)15.吴小华.吕焱峰.弓振宇.张厚升新颖单相高功率因数校正器的研究[期刊论文]-电力电子技术 2005(6)16.刘树林.刘健.钟久明峰值电流控制变换器斜坡补偿电路的优化设计[期刊论文]-电力电子技术 2005(5)17.杨汝平均电流模式的控制电路设计[期刊论文]-电力电子技术 2002(4)18.韩良.张磊.宗士新峰值电流模式中斜坡补偿的设计[期刊论文]-微处理机 2010(6)19.温长清.凌朝东.黄玮玮.杨骁一种电流型升压DC/DC变换器斜坡补偿电路[期刊论文]-微电子学 2010(6)20.李新.景欣峰值电流控制开关电源的反馈补偿问题研究[期刊论文]-通信电源技术 2008(6)21.张纯江.张秀红.赵清林.冯军智单周期控制单相功率因数校正器的分析和设计[期刊论文]-电力电子技术2002(5)22.张磊.赵艳雷.王迎春.李广勇反激式开关电源用UC384x芯片的斜坡补偿[期刊论文]-通信电源技术 2011(5)23.李新.陆婷.景欣提高Buck型DC-DC变换器带载能力的补偿设计[期刊论文]-微电子学 2011(1)24.解光军.张昌璇一种用于Boost开关电源斜坡补偿的V-1转换电路[期刊论文]-电子测量与仪器学报 2008(z2)25.田锦明.王经卓.曹双贵.胡全斌.董自健.樊纪山峰值电流模式变换器自适应斜坡补偿电路设计[期刊论文]-电子器件 2008(2)26.LIU Cheng.吴玉广峰值电流控制模式中斜坡补偿的分析[期刊论文]-微计算机信息 2008(25)27.赵俊宝.贲洪奇.周庆忠PCCM下推挽正激变换器的研究与实现[期刊论文]-电力电子技术 2007(10)28.张厚升单周期控制的单相高功率因数整流器研究[期刊论文]-电力电子技术 2007(2)29.徐静平.王虎.钟德刚.谭亚伟一种用于PWM变换器的斜坡补偿电路设计[期刊论文]-华中科技大学学报(自然科学版) 2007(9)30.唐小琦.罗春槐.罗涛.刘世峰基于新型控制原理的单相PFC模块设计[期刊论文]-电气应用 2007(4)31.刘鸿雁.栾孝丰.来新泉一种峰值电流控制模式中电流比较器的设计[期刊论文]-电子测量技术 2008(10)32.田密.南余荣.罗劼交错并联推挽变换器工作模式分析及设计[期刊论文]-电气自动化 2011(6)33.周耀BOOST DC-DC电源管理芯片设计[学位论文]硕士 200534.赵卉电流控制模式单片开关电源的设计[学位论文]硕士 200535.张伟小功率UPS系统的研究[学位论文]硕士 200536.杨贵恒质子交换膜燃料电池性能试验及其系统设计[学位论文]硕士 2005本文链接:/Periodical_dldzjs200103012.aspx。

峰值电流模式变换器自适应斜坡补偿电路设计

峰值电流模式变换器自适应斜坡补偿电路设计

峰值电流模式变换器自适应斜坡补偿电路设

峰值电流模式变换器是一种常用于直流-直流转换的电子电路,
通过其高效率的转换功能能在很多场合得到应用。

但是,在实际应用中,峰值电流模式变换器也会出现一些问题,其中之一就是在工作时
出现的输出波形不稳定、峰值电流难以控制。

为此,我们需要在设计
峰值电流模式变换器时添加自适应斜坡补偿电路,以解决这个问题。

自适应斜坡补偿电路的设计中,首先需要确定可靠的反馈信号。

一种可选的信号来源是峰值电压,因为一些参数、比例和输出电压之
间的关系通常是稳定的。

接下来,我们需要通过与输入信号进行比较
得出一个误差电压。

然后,通过斜坡产生器生成一个斜率与误差电压
成比例的信号,该信号与输入信号相加后,将获得我们的输出信号。

自适应斜坡补偿电路具有良好的稳定性及灵敏性,在峰值电流模
式变换器中能够起到很好的作用。

在实践中,我们可以通过仿真实验
或者实际电路的搭建来验证其效果。

通过对斜率及误差电压进行调整,我们可以更好地控制峰值电流,避免出现波形不稳定的情况。

总之,峰值电流模式变换器自适应斜坡补偿电路是一种有效的解
决方案,能够消除输出波形的不稳定性,使得峰值电流得到更稳定的
控制,提高电路的工作效率。

在实际应用过程中,需要仔细考虑设计
参数的选择和调整,以达到最好的实验效果。

峰值电流控制模式中斜坡补偿的分析

峰值电流控制模式中斜坡补偿的分析

峰值电流控制模式中斜坡补偿的分析
电流控制模式的斜坡补偿是一种重要的电力系统电流控制策略。

其主要目的是在瞬时负载变化的情况下,在预定的稳定时间内将负载的瞬时变化转换为一个平滑的频率变化,从而稳定系统电流。

斜坡补偿的任务实际上是确定合适的斜坡值,以确保系统电流在预定的时间内达到稳定状态,使系统峰值电流控制变得更加有效。

斜坡补偿对峰值电流控制的重要性可以从两个方面划分:
1. 斜坡补偿可以有效地减少系统电流的瞬时峰值,从而减少过载。

当控制斜坡来减少有载负载的瞬时电流峰值时,这种技术将大大有助于防止过载严重影响电力系统的安全和可靠性。

2. 斜坡补偿可以有效地减少发电机之间的不对称负载,从而消除失控和谐波等其他问题,从而维持电力系统的正常运行。

另外,使用斜坡补偿的另一个优点是可以减少静态补偿器的成本和复杂度,而静态补偿器的成本大大超出了它所带来的控制有效性和额外的谐波抑制能力。

因此,斜坡补偿是电力系统峰值电流控制的一个重要组成部分,可以有效地消除系统的过载、失控及其他负载问题。

峰值电流控制斜坡补偿

峰值电流控制斜坡补偿

峰值电流控制斜坡补偿
分峰值电流控制斜坡补偿技术是一种采用智能控制的电动机控制技术,它可以大大减
少电动机的功率消耗,延长电动机的使用寿命,提升效率,同时它有效地节省了磁通电流,从而降低了整个系统的能耗。

分峰值电流控制斜坡补偿技术是在紧凑型母线或多路母线模式下实现的,其原理是通
过智能控制,在主驱动芯片发出控制信号之前,会自动进行控制斜坡补偿,使电动机控制
电流从零开始,保证电动机的启动,同时避免电动机的绝缘和热点损坏。

同时它还有助于
减少电机的启动电流,降低电动机的噪声,以及改善功率因数等方面的性能。

分峰值电流控制斜坡补偿技术的另一个优点在于它可以帮助降低电流的功率消耗,因
而减少工作效率的损失。

由于这种技术可以从系统电流上进行补偿,可以有效减少功率消耗,从而节省能源。

此外,它还能有效改善系统的延时特性和动态响应特性,从而提高系
统的运行效能。

分峰值电流控制斜坡补偿的另一个优点是它可以同时监测和控制电动机的内部状态和
外部电流。

它能根据电动机的不同状态将补偿调整到合适的水平,从而更好地改善电流和
电动机的工作。

此外,它还可以检测电机内部的热点,在发生堵转现象时进行抢修,避免
有害电流流出,从而提高电机的安全性能。

总之,分峰值电流控制斜坡补偿技术能够有效降低系统能耗,提高效率,延长电机的
寿命,改善功率因数,优化系统的延时特性和动态响应特性,同时检测、控制电机的内外
部电流,确保电机达到良好的运行效果,提高安全性。

峰值电流控制变换器斜坡补偿电路的优化设计

峰值电流控制变换器斜坡补偿电路的优化设计

峰值电流控制变换器斜坡补偿电路的优化设计在现代电力电子领域,峰值电流控制变换器因其诸多优点而得到了广泛应用。

然而,在其工作过程中,存在着一些潜在的不稳定因素,其中一个关键问题就是需要进行斜坡补偿。

斜坡补偿电路的设计对于保证峰值电流控制变换器的稳定运行和性能优化至关重要。

本文将深入探讨峰值电流控制变换器斜坡补偿电路的优化设计,以满足日益复杂的电力电子应用需求。

一、峰值电流控制变换器的工作原理在深入研究斜坡补偿电路之前,我们首先需要了解峰值电流控制变换器的基本工作原理。

峰值电流控制模式是通过检测电感电流的峰值,并将其与控制信号进行比较来调节输出。

这种控制方式响应速度快,能够有效地提高系统的动态性能。

然而,峰值电流控制模式存在一个固有的问题,即在占空比大于 50%时,系统容易出现不稳定现象。

这是由于电感电流的峰值和平均值之间存在误差,导致控制环路的增益发生变化,从而影响系统的稳定性。

二、斜坡补偿的必要性为了解决峰值电流控制变换器在占空比大于 50%时的不稳定问题,引入斜坡补偿是必要的。

斜坡补偿的基本思想是在电感电流的检测信号上叠加一个适当的斜坡信号,以修正电感电流峰值和平均值之间的误差,从而保证系统在整个占空比范围内的稳定性。

如果没有斜坡补偿,当占空比增大时,电感电流的峰值和平均值之间的差异会逐渐增大,导致控制环路的增益不稳定,可能引发系统的振荡或不稳定运行。

因此,斜坡补偿对于维持峰值电流控制变换器的稳定工作具有重要意义。

三、常见的斜坡补偿电路类型在实际应用中,常见的斜坡补偿电路有多种类型。

其中,基于电阻电容(RC)网络的斜坡补偿电路是较为简单和常用的一种。

这种电路通过在检测电阻上并联一个 RC 网络,产生一个与电感电流斜率相反的斜坡信号,从而实现补偿。

另外,基于电流源的斜坡补偿电路也是一种有效的方式。

电流源通过对电容进行充电或放电,产生所需的斜坡信号。

这种电路具有较高的精度和稳定性,但设计相对复杂,成本也较高。

峰值电流控制中的斜坡补偿研究

峰值电流控制中的斜坡补偿研究

本科毕业设计(论文)峰值电流控制中的斜坡补偿研究***燕山大学2012年 6 月本科毕业设计(论文)峰值电流控制中的斜坡补偿研究学院(系):***专业:08级应用电子学生姓名:***学号:***指导教师:***答辩日期:2012年6月17日燕山大学毕业设计(论文)任务书摘要摘要相比传统的线性电源,DC-DC开关电源由于具有高效率、高可靠性、体积小等优点,使其成为国内外研究的热点。

电流模式DC-DC开关电源具有响应速度快、稳定性高、内在限流保护等特点在电源管理芯片中得到了广泛的运用。

在这一背景下,本文以Boost变换器为例,设计峰值电流控制的斜坡补偿电路;输入电压48V,输出电压200V。

本文主要研究电流模式DC-DC开关电源中斜坡补偿理论,分析了电感电流扰动导致控制环路产生不稳定的原因,给出抑制这种不稳定因素的处理办法即斜坡补偿方法。

针对此问题提出斜坡补偿设计思想,在此理论基础上完成了相应的斜坡补偿控制电路路设计。

本文中完成了DC-DC开关电源系统的各个单元电路设计与分析,重点分析斜坡补偿控制电路的设计。

最后采用MATLAB软件进行仿真。

通过整体仿真,实现稳定电压,系统具有良好的负载调整特性和快速的稳态恢复时间和优良的电源调整率。

关键词开关电源,峰值电流模式,斜坡补偿AbstractAbstractThe switch power possesses the advantages of high efficiency, high reliability and compact size compared with conventional linear power which becomes a pop research object home and abroad. Due to its characteristics of fast response, good stability, inherent current limiting, current-mode controller has been widely applied in power management circuits. In this background, this paper to Boost converter as an example, the design of peak current control slope compensation circuit; the input voltage 48V, output voltage 200V.This paper mainly studies the current mode switching power supply DC-DC slope compensation in theory, analysis of inductor current disturbance causes the control loop to generate unstable reason given, inhibition of the unstable factors approach that slope compensation method. The slope compensation design, on the basis of the theory to accomplish the corresponding slope compensation control circuit design. This paper completed the DC-DC switching power supply system each unit circuit design and analysis, focusing on the analysis of the slope compensation control circuit design. Finally using the MATLAB software simulation. Through the simulation, to achieve stable voltage, the system has a good load regulation characteristics and rapid steady state recovery time and excellent power adjustment rate.Keywords Switch power supply, peak current mode, slope compensation目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论.. (1)1.1课题背景 (1)1.2开关电源的发展阶段 (2)1.3开关电源的发展趋势 (4)1.4论文的主要内容和设计目标 (4)1.5本章小结 (5)第2章电流峰值控制 (6)2.1开关电源基础知识 (6)2.2升压型(BOOST)变换器电路 (7)2.2.1工作原理和工作过程 (7)2.2.2稳态波形和主要参数计算 (8)2.3电流峰值控制 (11)2.3.1 电流峰值控制的概念 (13)2.3.2 电流控制的稳定性问题 (15)2.4本章小结 (20)第3章斜坡补偿电路设计 (21)3.1锯齿波补偿稳定电流控制的稳定性分析 (21)3.2常见的几种斜坡产生电路 (25)3.2.1线性斜坡 (25)3.2.2 n阶线性斜坡 (27)3.2.3带箝位的斜坡补偿电路 (31)3.2.4可外同步的斜坡补偿电路 (32)3.2.5非线性斜坡产生电路 (32)3.2.6总结这几种斜坡补偿电路 (33)3.3本章小结 (34)第4章仿真结果 (35)4.1仿真 (35)4.2本章小结 (40)结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录1 (44)附录2 (47)附录3 (50)附录4 (54)附录5 (60)第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景随着电子技术的飞速发展和不断创新,电子电力设备与人们工作和生活的关系日益密切,其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作,由此也带来了电源管理技术的腾飞。

峰值电流模式的斜波补偿

峰值电流模式的斜波补偿

(2)
式中 M 补偿比例
M 应大于 0. 5 ,一般取 0. 75~1 。
4 UC3846 的斜坡补偿电路设计
针对峰值电流控制芯片 UC3846 ,进行了斜坡
补偿电路设计 。主电路拓扑采用双管正激电路 。
4. 1 UC3846 的斜坡补偿选择电路 根据图 1 峰值电流控制的电路图可以看到 , 加
计算步骤 :
(1) 计算电感电流的下降沿 : m 2 = V OU T/ L = 50V/ 40μH = 1. 25A/μs ;
(2) 计算反应到初级的电感电流下降沿 : m′2 = m 2/ N = 1. 25/ 8 = 0. 156A/μs ;
(3) 计算初级测得的下降沿坡度 : V m2 = m′2 · R SENSE = 0. 156 ×0. 4 = 0. 06V/μs;
1 概 述
开关功率电路的电路拓扑分为电流模式控制和 电压模式控制 ,电流模式控制因动态反应快 、补偿电 路简化 、增益带宽大 、输出电感小 、易于均流等优点 而被广泛应用 。电流模式控制又分为峰值电流控制 和平均电流控制 。本文针对峰值电流控制中最重要 的一个问题 ———斜坡补偿[1 ] ,进行了讨论 。斜坡补 偿能增加电路稳定性 、使电感电流平均值不随占空 比变化 ,并减小峰值和平均值的误差 ,斜坡补偿还能 抑制次谐波振荡和振铃电感电流 。文中还讨论了斜 坡补偿的设计方法 ,最后设计了 UC3846 作控制芯 片的双管正激电路中的斜坡补偿电路 。
3
m 1 = 0) ,稳定时必须满足 -
m + m2 m + m1
< 1 ,即补偿
斜率必须满足 m > - 0. 5 m 2 。通常选择补偿坡度
为电感电流下降沿的斜率 m 2 , 这样扰动信号在一

峰值电流控制变换器斜坡补偿电路的优化设计

峰值电流控制变换器斜坡补偿电路的优化设计
指出工作于dcm的变换器是稳定的而工作于ccm且占空比d05的峰值电流控制变换器需要进行斜坡补偿论述了由单只电阻与电容简单串联构成的最佳斜坡补偿电路分析了斜坡补偿系数与d的关系及斜坡补偿电路对振荡器参数的影响论述了电流前沿尖峰滤波参数设计和斜坡补偿网络各元件参数的优化设计方法
第 !" 卷第 # 期 $%%# 年 &% 月
式中 (—补偿系数 ——
可见, 所需 ( 也越大。 ( 是 $ 的函数, $ 越大,
第 !" 卷第 # 期 $%# 年 &% 月电力电子技术 ’()*+ ,-*./+(01.2
3(-45"6 7(4# 8./(9*+6 $%%#
偿网络的等效电阻增加,以减小补偿网络对工作频 率的影响, 但这会增加电路的复杂程度。实际上, 通 过合理选择振荡器参数、 电流前沿滤波参数和 "<=>, 用简单的 ?@ 补偿网络也能达到满意的补偿效果。 !"# 斜坡补偿网络参数的优化设计 (!) 斜坡补偿电路对振荡器参数的影响 图 A9 示出 ?@ 补偿电路。由于 !$ 的隔直作用, 所以其简化等效电路与电阻补偿电路完全一样, 以 下就以图 A= 电路为例来分析电阻 !& 和 !$ 的接入 对 !; 充电时间的影响。图 := 示出不接补偿电路时 由此可得B !; 的充电电路, (E) !; !; !#. C#!DA !$ 由图 AF 所示的波形并解方程 (E) 可得 !; 由下 门限电压 %;G 充电至上门限电压 %;H 经历的时间为B (A) &@&D!; !; -0 AI%;G "& AI%;H 当接入电阻或 ?@ 补偿网络时, !; 的充电电路 如图 :9 所示, 则 !; 由某 %;G 充电至某 %;H 经历的时 间为B &@$D’!; !; -0 A’I%;G A’I%;H

峰值电流模式斜坡补偿电路研究

峰值电流模式斜坡补偿电路研究
期性增大,系统发生了开环不稳定现象。 图3示出CCM模式下当D>0.5时.加斜坡补偿 后的如波形。引入适当的斜率为m的补偿斜坡,可 使得即使当D>0.5时,仍有A12<AI,成立。
71
定稿日期:2008—08—06
作者简介:夏泽中(1958一),男,湖北武汉人,博士,教授,研究
方向为电力电子与电力传动。
万方数据
第42卷第12期
2008年12月
电力电子技术
Power Electronics
V01.42
No.12
December,2008
该数量级的电阻取值显然不利于系统的稳定,因此 简单的RC补偿电路并不能达到满意的补偿效果。 (2)射极跟随器补偿电路 图5示出由射极跟随器构成的斜坡补偿电路及 其RAMP波形。R:和三极管组成斜坡补偿网络,CT
图1峰值电流模式控制全桥移相变换器的斜坡补偿原理图
2.2峰值电流控制电路稳定性分析 图2示出CCM模式下峰值电流控制变换器在 占空比D<0.5和D>0.5时的电感电流i。波形。可见,
当D<O.5时,A12<M。,AI周期性减小,系统是收敛 的,说明系统可以稳定;当D>0.5时,A12>AI,,AI周
(a)D<0.5,△如<AII (b)D>0.5,A/2>△,
引脚的波形通过三极管和R:耦合到RAMP上。通 常三极管的放大倍数大于100,引入射极跟随器后, 其补偿电路的等效电阻增加.减小了补偿电路对工 作频率的影响。
图2
CCM模式下五波形
△,
图5射极跟随器构成的斜坡补偿电路及波形
但因为三极管基射极间的导通门槛电压(通常 为0;7V)高于CT波形的最低电压(0.2V),使得耦 合到RAMP、引脚的补偿信号中有一段死区.如图5b 中所示的&时问段。从而不能实现占空比全程可 调,特别是当占空比很小时,会有一个跳跃的过程。 因此.需要对其补偿电路进行改进。改进的思路是抬 高CT耦合到三极管的基极电压,如图6a所示。通 过R,和R。的上拉分压作用,使得CT耦合到三极管 基极的信号高于其导通门槛电压,从而消除补偿到 RAMP引脚信号的死区,如图6b所示。

峰值电流控制开关电源斜坡补偿的研究

峰值电流控制开关电源斜坡补偿的研究

峰值电流控制开关电源斜坡补偿的研究高原邱新芸汪晋宽!东北大学秦皇岛分校河北秦皇岛"##""$%摘要介绍了峰值电流控制开关电源的原理和优点&阐述了峰值电流控制的不稳定性及原因&研究了斜坡补偿与系统稳定性的关系&给出了实际斜坡补偿电路及设计方法&关键词开关电源峰值电流控制斜坡补偿’()*+,-’.,/0,1/2-34(5,-,6’75(895-:;,72<’)//.+,6;24=0)<<2-(0,-(<,.>?@A B ?C D E BF E C G B C H I?C HJ E C K B ?C!LM N O P Q R S O Q N TU T V W Q N S V O XR O Y V T P Z R T [\R M ]Y V T P Z R T [\R M ^__^^‘]a P V T R%b c 3(<48(d e E C f E g h i j?C kl E e m B i j@n j o E m f p E C Hg @o i e j B g g h G@n g i ?Kf B e e i C m f @C m e @h ?e ig e i j i C m i k q r C j m ?s E h E m G C ke i ?j @C j@n g i ?Kf B e e i C m f @C m e @h ?e i?h j @i t g ?m E ?m i k q u i h ?m E @C j p E gs i m o i i Cj h @gf @v g i C j ?m E @C?C kj G j m i v j m ?s E h E m GE j j m B k E i k q w p i g e ?f m E f ?h f E e f B E m ?C kk i j E H Cv i m p @k@n j h @gf @v g i C j ?m E @C?e i H E l i C q x 2+7,<*3y o E m f p E C Hg @o i e j B g g h G d i ?Kf B e e i C m f @C m e @h y h @gf @v g i C j ?m E @Cz 引言电流控制型开关电源]是在传统的d I{电压控制方式的基础上]引入电流反馈]将原有的电压单闭环控制改进为电压电流双闭环控制]以提高电源的性能&电流控制有峰值电流控制和平均值电流控制两种方式&峰值电流方式的控制方法简单]专用芯片多]如|}~!$"#|}~!$#等]应用广泛&但在峰值电流控制的$B f K 系列电路中]由于反馈电流的变化不能全面地反映负载电流变化]当占空比%&’"(]电源不能稳定工作]限制了峰值电流控制方式的应用]必须加以斜坡补偿改善&图)峰值电流控制原理图*峰值电流控制原理及优点+),图)是峰值电流控制原理图&恒频时钟脉冲置位锁存器后开关管导通]变压器初级线圈瞬态电流E )上升]E )经检测电阻u j产生电流反馈电压-j &输出电压-@B m 反馈后与基准电压-e i n 经误差放大器比较放大]得到控制电压-i &当-j 峰值达到-i 电平值时]d I{比较器状态翻转使锁存器复位]开关管截止]等待下一个时钟脉冲&可见]输出电压决定的控制电压和电感电流决定的电流反馈电压共同决定了电源的占空比&峰值电流控制方式显著提高了电源的性能.!)%具有良好的线性调整率和快速的输入输出动态响应&!"%固有的逐个脉冲电流限制]简化了过载和短路保护&!~%消除了输出滤波电感带来的极点]使电源系统由二阶降为一阶]系统不存在有条件的环路稳定性问题&!$%对并联工作的多台电源能够实现自动均流等&第"$卷第$期增刊仪器仪表学报"""~年!月万方数据!峰值电流控制的缺点"#$%系列开关电源的直流负载电流是电感电流的平均值&而峰值电流控制方式的电流反馈电压的是由电感电流的峰值&由于峰值电流和平均值电流间的差别使得电流反馈的变化不能全面地反映负载电流的变化’当电源工作占空比()*+,时&电源不能稳定工作’主要表现在-./0扰动信号产生的误差被逐渐放大&将导致系统失控&电源的抗干扰性能差’图1是()*+,时峰值电流控制的电感电流波形’23是误差放大器输出的控制电压&45+是扰动电流&6/7861分别是电感电流的上升和下降斜率’由图1可知&经过一个周期&由45+引起的电流误差45/945+:616/&可以证明经过;个周期后&45+引起的电流误差45;为-45;945+:616<=/;./0因此&当61>6/?/&即(?*+,时&电流误差45;将逐渐衰减到+&系统稳定@而当61>6/)/&即()*+,时&电流误差45;将逐渐放大&将导致系统失控’电源的抗干扰性能差&不能稳定工作’图1峰值电流控制方式电感电流波形应当说明-峰值电流控制方式中&占空比()*+,时电源工作不稳定是A BC 变换器特有的稳定性问题&它与自动控制理论中的稳定性问题不同’自动控制理论中讨论的稳定性是反馈信号幅值与相位问题@而这里讨论的是脉冲宽度问题’.10输出轻载或空载时电源失控’峰值电流控制开关电源在输出轻载或空载时&输出电流很小或为零&造成电流反馈电压2D 几乎是平的’此时2D 与23进行比较&会使A BC 比较器输出状态不稳定&导致开关管状态难以确定&导致电源失控’E 斜坡补偿和系统稳定性采用加入斜坡补偿的方法&可以实现峰值电流控制开关电源在占空比()*+,时稳定工作’同时&由于占空比的使用范围增大&提高了开关电源变压器的利用效率&在输出相同功率时可使用体积更小的变压器&提高电源小型化和轻量化’加入斜坡补偿的方法有以下两种-./0在控制电压23处加入斜坡补偿电压在控制电压23处叠加斜坡补偿电压形成新控制电压输入到A BC 比较器的一端&与A BC 比较器另一端的电流反馈电压2D 进行比较’图F 是该种补偿方法的原理波形’86是斜坡补偿电压的斜率’由图F 可以证明&经过一个周期&由45+引起的电流误差45/为-45/945+:61866/G6.10经过;个周期后&45+引起的电流误差45;为-45;945+:.61866/G60;.F图F 在23处加斜坡补偿波形如果能保证61866/G6/&占空比在+到/的变化范围内&电流误差45;均将逐渐衰减到+’又有根据(:6/9./8(061&消去6/&可得到加入斜坡补偿后&保证系统稳定的条件是-661)1(8/1(.H 0式.H 0揭说明了峰值电流控制斜坡补偿和电源系统稳定性之间的关系-I 系统未加入斜坡补偿&即69+时&稳定的条件是占空比必须小于*+,’J 加入斜坡补偿后&当补偿斜坡斜率大于电感电流下降斜率的一半时&即6)+K *61&在+?(?/的范围内&式.H 0恒成立&系统始终是稳定的’实际设计中斜坡斜率常取为61的+K L M+K N 倍’.10在电流反馈电压2D 处加入斜坡补偿电压图H 是该种补偿方法的原理框图’通过斜坡补偿O//第H 期增刊峰值电流控制开关电源斜坡补偿的研究万方数据电路!在电流反馈电压上叠加由振荡器振荡波形形成的斜坡补偿电压!产生反馈电压"#$输入到%&’比较器的一端!与%&’比较器另一端的控制电压"(进行比较!去控制电源的占空比)该种补偿方法与前一种补偿方法相比其结果是等效的!由于该方法实现电路简单!较为常用)图*在"$处加斜坡补偿原理图加入斜坡补偿同时可解决电源输出轻载或空载时失控问题)当加入一定斜率的斜坡补偿电压后!在电源轻载或空载时!原有的电流反馈电压不起作用!而是靠斜坡补偿电压完成%&’控制!解轻载或空载失控问题)+斜坡补偿电路设计斜坡补偿电路如图,所示)所用电流控制芯片为-./0*1)采用在电流反馈电压处加入斜坡补偿电压的方法)2"34.经56和51构成的分压网络!产生斜坡补偿电压叠加到电流反馈电压上!实现斜坡补偿)56和51的值决定了斜坡补偿量)交流耦合电容.6去掉了振荡器电压的直流分量!仅将交流分量耦合到51)电容.1和56组成57.滤波电路!抑制了反馈电流上升沿瞬时脉冲的干扰).8和54是定时电容和电流检测电阻)2"34.是芯片振荡器锯齿波电压的峰9峰值!手册中可以查到)图,斜坡补偿电路在斜坡补偿电路设计时!还应先确定以下几个参数:输出电压值-3-8;输出电感器<3-8;变压器匝数比=;开关管最大开通时间83=>?@A B>可大于,C DB ;检测电阻54阻值等)斜坡补偿电路设计步骤如下:>6B 计算输出电感电流下降斜坡斜率?#1#1EF G F H E -3-8<3-8>1B计算反映到初级的电感电流下降斜坡斜率11E#1=>/B 计算电感电流反馈电压"4下降斜坡斜率"4"4E ?1I 54>*B 计算振荡器充电斜坡斜率"34."34.E2"34.83=>?@A B>,B 确定斜坡补偿比例’和56;51阻值’E1E "34.I56"4I51!通常’EC J K ,)令56E6L M !则51E "34.I56"4I’>N B计算斜坡补偿后加到芯片电流检测输入端的反馈电压"#4"#4E"4I5156O51O"34.I5656O51其中:"#46E"4I5156O51是由电感电流形成的反馈电压P "#41E"34.I5656O51是斜坡补偿电压)Q 结论峰值电流控制是一种较理想的开关电源控制方式)当工作占空比小于,C D!电源工作稳定!但变压器的利用率较低)如工作占空比大于,C D!电源工作不稳定!出现失控现象)加入斜率大于电感电流下降斜率,C D 的补偿斜坡后!可使电源占空比在C R S R6的变化范围内都是稳定的!提高了电源的抗干扰能力!同时占空比使用范围的扩大!增大了变压器的利用率!促进开关电源的小型化和轻量化)参考文献6王创社等T 开关电源两种控制模式的分析与比较T 电力电子技术!6U U 0!>/B :K 0906T1李峻T 开关集成稳压器控制器的原理及应用T 人民交通出版社!6U U K 年/V J .J <((!W J S J V @X Y J 3Z H G ?@[S ($G Y X 4H \@H (Y ]^_4‘G H a b G X Y .^X c (\H (\$d ?Z [^]G X Y .e \\(X H f X g (a H (F a ^X H \^[J f d d d H \@X $@a H G ^X $^X@(\^$Z @a (@X F([(a H \^X G a$]$H (?$!6U 0,!16>K B :16h/,T C16仪器仪表学报第1*卷万方数据峰值电流控制开关电源斜坡补偿的研究作者:高原, 邱新芸, 汪晋宽作者单位:东北大学秦皇岛分校,河北秦皇岛,066004刊名:仪器仪表学报英文刊名:CHINESE JOURNAL OF SCIENTIFIC INSTRUMENT年,卷(期):2003,24(z1)被引用次数:16次1.王创社开关电源两种控制模式的分析与比较 1998(03)2.李峻开关集成稳压器控制器的原理及应用 19973.F C Lee;Z.D.Fang Optimal Design Strategy of Switching Converters Employing Current Injected control 1985(07)1.包伯成.许建平.刘中.BAO Bo-cheng.XU Jian-ping.LIU Zhong开关DC-DC变换器斜坡补偿的稳定性控制研究[期刊论文]-电子科技大学学报2008,37(3)2.杨汝峰值电流控制模式中斜坡补偿电路的设计[期刊论文]-电力电子技术2001,35(3)3.徐静平.王虎.钟德刚.谭亚伟.Xu Jingping.Wang Hu.Zhong Degang.Tan Yawei一种用于PWM变换器的斜坡补偿电路设计[期刊论文]-华中科技大学学报(自然科学版)2007,35(9)4.刘树林.刘健.钟久明.LIU Shu-lin.LIU Jian.ZHONG Jiu-ming峰值电流控制变换器斜坡补偿电路的优化设计[期刊论文]-电力电子技术2005,39(5)5.夏泽中.李远正.陶小鹏.XIA Ze-zhong.LI Yuan-zheng.TAO Xiao-peng峰值电流模式斜坡补偿电路研究[期刊论文]-电力电子技术2008,42(12)6.孟进.马伟明.张磊.潘启军.赵治华.Meng Jin.Ma Weiming.Zhang Lei.Pan Qijun.Zhao Zhihua带整流桥输入级的开关电源差模干扰特性[期刊论文]-电工技术学报2006,21(8)1.王瑾.李攀.王进军.刘宁.张强电流模式PWM升压DC-DC变换器斜升波发生器的设计[期刊论文]-现代电子技术2007(17)2.张磊.赵艳雷.王迎春.李广勇反激式开关电源用UC384x芯片的斜坡补偿[期刊论文]-通信电源技术 2011(5)3.胡水根.邹雪城.张兢.孔令荣一种用于Boost DC-DC转换器的新型动态斜坡补偿电路[期刊论文]-计算机与数字工程 2007(10)4.刘树林.刘健.钟久明峰值电流控制变换器斜坡补偿电路的优化设计[期刊论文]-电力电子技术 2005(5)5.董慧芬.刘建英航空用低压大电流功率变换器稳定性分析[期刊论文]-电气技术 2009(4)6.李新.景欣峰值电流控制开关电源的反馈补偿问题研究[期刊论文]-通信电源技术 2008(6)7.吴了.邝继顺.马卓.郭苗苗一种基于开关电容的斜坡产生与求和电路[期刊论文]-仪器仪表学报 2011(1)8.李新.陆婷.景欣提高Buck型DC-DC变换器带载能力的补偿设计[期刊论文]-微电子学 2011(1)9.田锦明.王经卓.曹双贵.胡全斌.董自健.樊纪山峰值电流模式变换器自适应斜坡补偿电路设计[期刊论文]-电子器件 2008(2)10.刘鸿雁.栾孝丰.来新泉一种峰值电流控制模式中电流比较器的设计[期刊论文]-电子测量技术 2008(10)11.李新.孟凡菲.王沦一种随占空比变化的分段线性斜坡补偿电路[期刊论文]-微电子学 2012(5)12.马红波.冯全源一种低功耗、高性能BICMOS DC-DC限流电路的设计[期刊论文]-华中科技大学学报(自然科学版) 2007(z1)13.周素力新型高频开关电源在音响电源中的设计与应用[学位论文]硕士 200514.叶萍双向脉冲变频控制直线电机电源的研究与设计[学位论文]硕士 200715.赵卉电流控制模式单片开关电源的设计[学位论文]硕士 200516.董金莲高压宽幅可调节直流开关电源的研究[学位论文]硕士 2005本文链接:/Periodical_yqyb2003z1039.aspx。

pfc峰值电流控制斜坡补偿

pfc峰值电流控制斜坡补偿

pfc峰值电流控制斜坡补偿PFC(Power Factor Correction,功率因数校正)技术是一种用于改善电力系统功率因数的技术。

在电力系统中,功率因数是指有功功率与视在功率之间的比值,是衡量电流和电压之间相位关系的一个重要参数。

功率因数越接近1,说明电流和电压之间的相位差越小,电力系统的效率越高。

峰值电流控制斜坡补偿(Peak Current Control with Slope Compensation,简称PCCSC)是一种用于PFC控制的技术。

通过控制斜坡补偿电流,可以实现对峰值电流的精确控制,从而提高PFC的效率和稳定性。

在传统的PFC控制中,采用的是电流模式控制(Current Mode Control,简称CMC)。

CMC通过比较参考电流和实际电流,产生一个误差信号,然后根据误差信号控制开关管的导通时间,从而实现对电流的控制。

然而,CMC存在一个问题,即在电流模式控制下,当输入电压或负载发生变化时,峰值电流也会发生变化,从而导致系统的稳定性受到影响。

为了解决这个问题,PCCSC技术应运而生。

PCCSC技术在传统的CMC控制上增加了斜坡补偿电流的控制。

斜坡补偿电流是一个与输入电压或负载变化成正比的补偿电流,通过控制斜坡补偿电流的大小和斜率,可以实现对峰值电流的精确控制。

具体而言,PCCSC技术通过比较参考电流和实际电流,产生一个误差信号。

然后,根据误差信号控制开关管的导通时间,并根据斜坡补偿电流的控制策略,调整斜坡补偿电流的大小和斜率。

当输入电压或负载发生变化时,斜坡补偿电流会相应地调整,从而实现对峰值电流的控制。

PCCSC技术的优点是可以提高PFC系统的稳定性和响应速度。

由于斜坡补偿电流的控制,PFC系统能够更快地对输入电压或负载的变化做出响应,并能够在变化过程中保持峰值电流的稳定性。

此外,PCCSC技术还可以减小电流谐波含量,提高功率因数。

然而,PCCSC技术也存在一些问题。

峰值电流模式斜坡补偿

峰值电流模式斜坡补偿

峰值电流模式斜坡补偿哎,今天咱们聊聊一个听上去有点复杂的东西,名字也挺高大上的——峰值电流模式斜坡补偿。

别被这些专业术语吓到,其实它就是电源设计中的一个小窍门,能让咱们的电器在高负载的时候更稳当、更给力。

想想吧,电器就像人,有时候需要一点儿“心理安慰”,才能更好地发挥。

就拿咱们平时用的电源来说,如果没了这个斜坡补偿,电流的波动可就大了,可能会导致设备不稳定,就像是开车遇到坑洼的路,颠得你脑袋晕。

想象一下,有一天你在厨房里忙活,突然电饭煲和微波炉一起开了,那可真是个“热闹”的场面。

电流瞬间上升,设备可能会因为过载而停机。

这时候,峰值电流模式斜坡补偿就像个贴心的朋友,默默在后面给你加油,让电流上升得慢一点,给电器一点时间,别让它们一下子就“上火”。

这就好比你在爬山,突然碰上个陡坡,得喘口气再继续往上走,才不会摔个大跟头。

啥是斜坡补偿呢?这简单来说,就是给电流一个缓冲时间,让它逐渐上升,而不是一下子就冲到最高。

这么做的好处可多着呢,能让电源的响应更平稳,避免电流的剧烈波动。

别忘了,电流在运行过程中,如果瞬间变化太大,设备可受不了,可能会出现故障,甚至烧掉。

所以,斜坡补偿的设计就显得尤为重要。

咱们再说说,这个斜坡补偿是怎么实现的。

简单来说,设计师会在电源控制电路里加入一些聪明的“调节器”。

这些小家伙就像是电流的“调音师”,可以根据电流的状态,智能调整电压,让电流上升得慢一点。

就像调音师在演出前调试乐器,确保每一个音符都能和谐响起。

你能想象,要是没有这些“调音师”,那场演出可就乱成一锅粥,观众们可能早就打瞌睡了。

斜坡补偿不仅仅是为了防止设备受伤害,更是为了延长它们的使用寿命。

你看,设备一旦遭遇过大的冲击,元器件的损耗速度就会加快,长期以往,那就不是几百块的问题了,可能几千块都得砸下去。

斜坡补偿就像是个保护罩,让电器在工作的时候感觉舒适,从而工作更持久。

就像人一样,工作累了也得休息休息,才能保持最佳状态。

这种技术还可以提高系统的稳定性。

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图 1 补偿信号 Uc 叠加在电流采样信号 Vs 上的电路图 F i . 1 C i r c u i t d i a r a m f o r a d d i n c o m e n s a t i o n s i n a l Uc g g g p g t o c u r r e n t s a m l i n s i n a l Vs p g g
它的性能直接影响着被驱动器件的寿命 、 效率 等, 和可靠性 , 因此 , 本文研究了在电流控制模式下开 关电源的稳定性问题 。 电流控制模式又分为平均电流控制模式和峰 其中峰值电流控制模式在占空 值电流控制模式 ,
, 作者简介 :史永胜 ( 男, 陕西西安人 , 博士 , 教授 , 主要从事 L 1 9 6 6- ) E D 驱动技术和平板显示器件的研究 。
Q1 Is Rs
之, 表 明 图 2( 在 M1 <M2 使 得l i m Δ I b) n → ∞,
n→ ∞
E/A
Uref
Vo
Uc
扰动在随后的周期 中 加 大 , 造成不稳 D>5 0% 时 , 定或性能下降 , 所 以 对 图 2( 加 入 斜 坡 补 偿, 如 b) 图 3 所示 。
T -M 驻I0 M1 -M2 D 驻I1 Vea
Vo
M2 n 当 I Δ 0, M1 ; ) 表 明 图 2( 在 D< M1 >M2 使 得l i m Δ I a n =0
经过n 个周期误差为 : I Δ n= -


n →∞
扰 动 在 随 后 周 期 逐 渐 减 小, 趋 于 稳 定; 反 5 0% 时 ,
PWM
Vea S R Q Vs
驱动 电路
X i a n 7 1 0 0 2 1, C h i n a, E- m a i l: z 0 5 2@ 1 6 3. c o m) j f_
: A b s t r a c t T h e i n t r o d u c e s t h e o f d r i v i n c i r c u i t o f s w i t c h i n i n a e r r i n c i l e o w e r e a k g g p p p p p p , c u r r e n t c o n t r o l m o d e .Wh e n d u t c c l e i s D 5 0% t h e r e a s o n s f o r i n s t a b i l i t a n d o s c i l l a t i o n y -y > y , , i n t h e s s t e m a r e a n a l z e d t h e r e l a t i o n s h i o f t h e i n d u c t o r c u r r e n t s l o e d u t c c l e a n d s s - - y y p p y y y t e m s t a b i l i t i s d i s c u s s e d . T h e w a o f s l o e c o m e n s a t i o n i s a l i e d t o r e a l i z i n s t a b i l i t o f y y p p p p g y d r i v i n c i r c u i t i n c u r r e n t c o n t r o l m o d e a n d t h e o f s l o e c o m e n s a t i o n a n d d e e a k r i n c i l e - g p p p p p , i v e n. F i n a l l a e r i v e s r a c t i c a l s i n s t e a n d c o m e n s a t i o n c i r c u i t i s t h e a s l o e c o m e n - g y p p g p g p p p p s a t i o n c i r c u i t o f f l b a c k c o n v e r t e r c o n t r o l l e d b U C 3 8 4 2. T h e r e s u l t o f s i m u l a t i o n a n d e x e - - y y p r i m e n t s h o w s t h a t s l o e c o m e n s a t i o n c i r c u i t c a n r e a l i z e s w i t c h o w e r s t a b i l i t i n e a k c u r - p p p y p r e n t c o n t r o l m o d e w h e n d u t c c l e i s D>5 0% , a n d c a n e n s u r e s t a b i l i t o f s s t e m a n d a b i l i t - y y y y y o f a n t i i n t e r f e r e n c e . - : ; ; ; K e w o r d sp e a k c u r r e n t s l o e c o m e n s a t i o n s w i t c h c o n v e r t e r e r r o r v o l t a e p p g y
摘 要 :介绍了电源驱动电路在峰值电流控制模式下的工作原理 , 分析了占空比 D>5 0% 时 驱 动 电 路 产 生 振 荡和不稳定的原因 , 从理论上论述了 电 感 电 流 的 斜 率 , 占空比与系统稳定性之间的关系, 运用斜坡补偿的方 给 出 了 斜 坡 补 偿 的 基 本 原 理, 设 计 步 骤 以 及 补 偿 电 路, 法实现电源驱动电路在峰值电流控 制 模 式 下 的 稳 定 , 最后给出以 U 斜坡补偿电 C 3 8 4 2 为控制芯片的反激式变化器斜坡补偿电路设计实例 。 仿真与实验结果表明 , 路能够实现峰值电流控制开关电源在占空比 D>5 保证了系统的稳定性和抗干扰能力 。 0% 时稳定工作 , 关 键 词 :峰值电流 ; 斜坡补偿 ; 开关变换器 ; 误差电压 : / 中图分类号 : TN 8 6 文献标识码 :A D O I 1 0. 3 7 8 8 Y J Y X S 2 0 1 2 2 7 0 2. 0 2 1 7
2 1 8
液 晶 与 显 示
第2 7卷
比 D>5 使得控制电路稳定性变差 , 电感电 0% 时 , 因此必 流随占空比变化 引 起 次 谐 波 振 荡 的 产 生 , 须对电路进行斜 坡 补 偿 , 本文主要介绍了峰值电 分析了系统不稳 流控制模式在反 激 式 中 的 应 用 , 定的 3 种原因以 及 谐 波 补 偿 的 必 要 性 , 并给出了 斜坡补偿原理 、 方法步骤以及产生电路 。
3 系 统 不 稳 定 因 素 的 分 析 及 补 偿 设计
由于峰值电流控制方式反馈的是电感电流的峰 值, 因此反馈电流不能全面地反映负载电流的变化 , 当占空比 D>5 系统发生振荡, 因而, 鉴于以 0 % 时, 下几 点 原 因, 峰值电流控制模式必须采用斜坡 补偿 。
( ) 文章编号 : 1 0 0 7 2 7 8 0 2 0 1 2 0 2 0 2 1 7 0 6 - - -
斜坡补偿电路在峰值电流控制模式中的应用
史永胜 , 张建飞 , 宁青菊 , 牛 力
( : _ 陕西科技大学 电气与信息工程学院 , 陕西 西安 7 1 0 0 2 1, E-m a i l z f 0 5 2@1 6 3. c o m) j
A l i c a t i o n o f S l o e C o m e n s a t i o n C i r c u i t p p p p i n P e a k C u r r e n t C o n t r o l
, ,N ,N S H I Y o n s h e n Z HANG J i a n f e i I NG Q i n J u I U L i - - - g g g
1 引 言
电流控制模式下的开关电源驱动电路因其动 态响 应 快 , 增益带宽大, 补 偿 电 路 简 单, 输出电感 小等优点被广泛应用于 电 脑 电 源 ; L E D 驱动电源
;修订日期 : 2 0 1 1 1 0 3 0 2 0 1 1 1 2 0 9 收稿日期 : - - - - ) N o . 1 1 J K 0 8 3 7 基金项目 :陕西省教育厅专项研究计划 (
Vdc
滤波 电路
M1 -M2 D
(b )D>50%
驻I1
图 2 峰值电流控制的电感电流在扰动下的波形 e a k F i . 2 I n d u c t o r c u r r e n t s w a v e f o r m o f c u r r e n t c o n - p g t r o l m o d e i n t h e d i s t u r b a n c e
环不稳定的问题 。 图 2 是峰值电流控制的电感电 流在扰动 下 的 波 形 图 , I Ve Δ 0 为 扰 动 信 号, a为 电 压放 大 器 输 出 电 流 设 定 值 ,M1 , M2 分 别 为 电 感 电流上升沿和下降沿斜率 。
T df Vea M1 驻I0 D
(a )D<50%
2 峰值电流控制模式下开关电源的 工作原理
输出电压采样信号与参考电压在误差放大器 中进行比较产生误差放大信号Ve 然后误t 驻I0 Vea
Ve a再与电感 电 流 采 样 信 号 在 PWM 比 较 器 中 进 由于电感电流直接反应了 行比较产生控制 信 号 ,
电路状态的变化 , 且不需要经过误差放大器 , 直接 输入到系统的比较环 , 因此 , 峰值电流控制模式与 电压控制模式相比 , 具有更快的响应速度 , 但是在 占空比 D>5 需要进行斜坡补偿 。 0% 时 , 目前补偿方 式 有 两 种 : ①将补偿信号叠加在 电流采样信号上 ; ②将补偿信号从误差电压信号 本文设计主要运用第一种补偿 方 式 在 Ve a中减去 , 如图 1 所示 。 反激电源中的应用 ,
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