电感峰值电流
升压电感计算
升压电感计算第一步:计算最小占空比:Dmin=1-(Vsmax/VO)第二步:计导通时间比:D1=Dmin X 预设占空比第三步:计算D2:VO/VS=(D1+D2)/D2第四步:计算IoIo=Vo/R第五步:计算TSTS=1/F第六步:计算LCLC=(VS^2/2VoIo)(D1+D2)D1TS 第七步:计算D3:D3=1-D1-D2第八步:计算平均输入电流:IS=[(D1+D2)/D2] X Io第九步:计算峰值电流:IP=2(IS/D1+D2)BOOST升压电路的电感、电容计算已知参数:输入电压:12V --- Vi输出电压:18V ---Vo输出电流:1A --- Io输出纹波:36mV --- Vpp工作频率:100KHz --- f************************************************************************1:占空比稳定工作时,每个开关周期,导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减少,即Vi*don/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-don)/(f*L),整理后有don=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入,don=(不对吧?)2:电感量先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量其值为Vi*(1-don)/(f*2*Io),参数带入,Lx=,deltaI=Vi*don/(L*f),参数带入,deltaI=1.1A当电感的电感量小于此值Lx时,输出纹波随电感量的增加变化较明显,当电感的电感量大于此值Lx时,输出纹波随电感量的增加几乎不再变小,由于增加电感量可以减小磁滞损耗,另外考虑输入波动等其他方面影响取L=60uH,deltaI=Vi*don/(L*f),参数带入,deltaI=0.72A,I1=Io/(1-don)-(1/2)*deltaI,I2= Io/(1-don)+(1/2)*deltaI,参数带入,I1=,I2=3:输出电容:此例中输出电容选择位陶瓷电容,故ESR可以忽略C=Io*don/(f*Vpp),参数带入,C=,3个33uF/25V陶瓷电容并联4:磁环及线径:查找磁环手册选择对应峰值电流I2=时磁环不饱和的适合磁环Irms^2=(1/3)*(I1^2+I2^2-I1*I2),参数带入,irms=1.6A按此电流有效值及工作频率选择线径其他参数:电感:L 占空比:don初始电流:I1 峰值电流:I2 线圈电流:Irms输出电容:C 电流的变化:deltaI 整流管压降:Vd。
反激电源峰值电流模式传递函数推导
反激电源峰值电流模式传递函数推导反激电源是一种常见的电源拓扑结构,具有紧凑、高效的优点,被广泛应用于电子设备中。
为了设计和分析反激电源的性能,需要推导其传递函数。
在本篇文章中,我们将详细介绍反激电源的传递函数推导过程。
一、反激电源结构简介在正半周,输入电感Lp储存输入电能,MOS管关闭;在负半周,MOS管导通,输出电感Ls释放输入电能,完成从输入端到输出端的能量传递。
反激电源的关键是控制MOS管与输出电感之间的电流波形,以实现所需的输出电压。
二、电路分析为了推导反激电源的传递函数,首先需要建立电路的数学模型。
1.正半周模型在正半周,MOS管为关断状态,输入电感Lp储存输入电能,输出电感Ls释放输入电能。
根据基尔霍夫电流定律,可得:(1) Vin - Lp * dI1(t)/dt = 0,其中I1(t)为输入电感电流。
(2) - Lp * dI1(t)/dt = Vout,其中Vout为输出电压。
结合线性假设,可以得到:(3) dI1(t)/dt = - Vout / Lp2.负半周模型在负半周,MOS管为导通状态,输入电感Lp接在输出电容Co上。
根据基尔霍夫电流定律,可得:(4) Vin - I1(t) * Rp - Vout = 0,其中Rp为MOS管导通时的功率电阻。
根据理想变压器的电流传递比:(5)-n*I1(t)=I2(t),其中n为变压器的电流传递比,I2(t)为输出电感电流。
结合线性假设,可以得到:(6) Vin - I1(t) * Rp - Vout = 0(7)-n*I1(t)=I2(t)传递函数是输入信号和输出信号之间的关系,反映了电路的频率特性。
我们可以通过拉氏变换,将电路模型转化为复频域的形式,从而得到传递函数。
我们将输入信号表示为X(s),输出信号表示为Y(s),其中s为复频域变量。
根据正半周模型的方程(3),可以得到:(8) s * Lp * I1(s) + Vout(s) = 0根据负半周模型的方程(6),可以得到:(9) Vin(s) - I1(s) * Rp - Vout(s) = 0将方程(8)、(9)联立,可以消去I1(s),得到传递函数的表达式:(10)Y(s)=H(s)*X(s),其中H(s) = Vout(s) / Vin(s)H(s) = - Vout(s) / (Rp * s * Lp + 1),其中s为复频域变量经过反激电源传递函数推导,我们得到了反激电源的传递函数H(s),该传递函数描述了输入信号与输出信号之间的复频域关系,可用于分析反激电源的频率特性、稳定性等。
三种CCM模式控制方式
1 各种直接电流控制策略1.1 峰值电流控制峰值电流控制的输入电流波形如图1所示,开关管在恒定的时钟周期导通,当输入电流上升到基准电流时,开关管关断。
采样电流来自开关电流或电感电流。
峰值电流控制的优点是实现容易,但其缺点较多:1)电流峰值和平均值之间存在误差,无法满足THD很小的要求;2)电流峰值对噪声敏感;3)占空比>0.5时系统产生次谐波振荡;4)需要在比较器输入端加斜坡补偿器。
故在PFC中,这种控制方法趋于被淘汰。
1.2 滞环电流控制滞环电流控制的输入电流波形如图2所示,开关导通时电感电流上升,上升到上限阈值时,滞环比较器输出低电平,开关管关断,电感电流下降;下降到下限阈值时,滞环比较器输出高电平,开关管导通,电感电流上升,如此周而复始地工作,其中取样电流来自电感电流。
滞环电流控制是一种简单的Bang-hang控制,它将电流控制与PW M调制合为一体。
结构简单,实现容易,且具有很强的鲁棒性和快速动态响应能力。
其缺点是开关频率不固定,滤波器设计困难。
目前,关于滞环电流控制改进方案的研究还很活跃,目的在于实现恒频控制。
将其他控制方法与滞环电流控制相结合是SPW M电流变换器电流控制策略的发展方向之一。
1.3 平均电流控制平均电流控制的输入电流波形如图3所示。
平均电流控制将电感电流信号与锯齿波信号相加。
当两信号之和超过基准电流时,开关管关断,当其和小于基准电流时,开关管导通。
取样电流来自实际输入电流而不是开关电流。
由于电流环有较高的增益带宽、跟踪误差小、瞬态特性较好。
THD(<5%)和EMI小、对噪声不敏感、开关频率固定、适用于大功率应用场合,是目前PFC中应用最多的一种控制方式。
其缺点是参考电流与实际电流的误差随着占空比的变化而变化,能够引起低次电流谐波。
1.4 预测电流控制预测电流控制就是通过对输入、输出电压和输入电流的采样,根据实际电流和参考电流的误差,选择优化的电压矢量(脉冲宽度)作用于下一个周期,使实际电流在一个周期内跟踪卜参考电流,实现稳态无误差。
多相buck变换器峰值电流模控制的补偿
多相buck变换器峰值电流模控制的补偿摘要:一、引言二、多相buck 变换器的概述三、峰值电流控制及其在多相buck 变换器中的应用四、峰值电流控制的补偿方法五、补偿方法的优缺点分析六、结论正文:一、引言在现代电力电子技术中,多相buck 变换器被广泛应用于电力系统、工业控制、通信设备等领域。
其主要优点在于能够实现高效率的电压调节,以及优秀的输出电压纹波特性。
然而,在实际应用中,由于负载变化、电源电压波动等因素的影响,可能导致多相buck 变换器的输出电压存在一定程度的波动。
为了解决这一问题,峰值电流控制被引入到多相buck 变换器中。
本文将对多相buck 变换器峰值电流模控制的补偿方法进行探讨。
二、多相buck 变换器的概述多相buck变换器是一种DC/DC降压变换器,主要由多个开关管、电感、电容和二极管组成。
通过开关管的控制,实现对输入电压的有效降压,从而得到稳定的输出电压。
多相buck变换器具有电路结构简单、输出电压纹波小、效率高等优点。
三、峰值电流控制及其在多相buck 变换器中的应用峰值电流控制是一种基于电流的控制策略,通过控制开关管的导通时间,使得电流在每一个开关周期内达到峰值,从而实现对输出电压的调节。
在多相buck 变换器中,峰值电流控制可以有效提高系统的稳定性和动态响应速度,同时降低输出电压的纹波。
四、峰值电流控制的补偿方法在实际应用中,由于多相buck 变换器存在电感、电容等元件,可能导致峰值电流控制效果受到一定程度的影响。
为了解决这一问题,需要对峰值电流控制进行补偿。
常见的补偿方法包括:1.增加电感滤波器:通过增加电感滤波器,可以减小输出电压的纹波,提高峰值电流控制的效果。
但是,增加电感滤波器会增加系统的成本和体积。
2.采用数字控制:通过数字控制技术,可以实现对峰值电流控制的精确调节,提高系统的控制精度。
但是,数字控制需要处理大量的数据,可能会导致系统的响应速度降低。
3.使用补偿器:通过使用补偿器,可以在不改变系统结构的前提下,提高峰值电流控制的效果。
DC_DC变换器峰值电流控制与平均电流控制的分析与比较
式具有较高的增益带宽、跟踪误差小、动态特性 好、总谐波失真小、对噪声不敏感、适用于多种应 用场合等特点而被广泛应用。
参考文献 [1]张占松,蔡宣三.开关电源的原理与设计(修订 版)[M].北京:电子工业出版社,2005. [2]Robert Mammano. Switching Power Supply Topology: Voltage Mode vs. Current Mode [J]. U- nitrode Corporation Design Note DN-62,1994. [3]杨汝.平均电流模式的控制电路设计[J]. 电力电 子技术,2002,36(4):66-69. [4]陈慧宁.带片上电流感应技术的电流模式升压 DC-DC 变换器的研究与设计[D].成都:电子科技大 学,2006. [5]王颢雄,王斌,周丹,黄凯雄,崔景秀.Boost 升压 变换器平均电流控制模式的仿真[J]. 三峡大学学 报(自然科学版),2005,27(6):514-517.
关 键 词 :变换器;控制方式;峰值电流模式;平均电流模式
1 概述 DC-DC 变换器的控制方式分为电压模式和 电流模式两种,电流模式又分成峰值电流模式和 平均电流模式。电压型控制方式的基本原理是通 过误差放大器输出信号与锯齿波进行比较,产生 PWM 控制信号。电流型控制是指将误差放大器输 出信号与采样到的电感峰值电流进行比较,从而 对输出脉冲的占空比进行控制,使输出的电感峰 值电流跟随误差电压变化而变化。 2 峰值电流控制模式 在 DC-DC 变换器中,使用单一的电压反馈 控制环难以保证系统在受到扰动作用时,既有很 好的动态品质又不致造成系统失稳。为此,取输出 电压和电感电流两种反馈信号实现双环控制,这 就是电流控制模式。峰值电流控制 Boost 变换器 的原理如图 1 所示。 峰值电流控制作为电流型控制的一种实现 方式,采用双环控制。在双闭环控制系统中,分为 内环和外环,内环为电流反馈环,外环为电压反馈 环。 电压调节器和功率级组成了电压外环,电压 调节器由误差放大器和补偿网络组成,用于调节 输出电压。输出电压与参考电压 VREF 相比较,产生 一个误差信号,作为补偿网络的输入信号,补偿网 络的输出作为电流环的控制信号。电压外环控制 输出电压 Vo(t),电流内环控制电感电流 iL(t),电感 电流在电流内环中通过峰值电流调节器反馈,而 输出电压在电压外环中通过电压调节器反馈,电 压调节器通过改变控制量使输出电压与参考电压 相等,而电流调节器通过改变占空比使电感电流 与控制量相等。 对于峰值电流控制的 Boost 变换器说,当系 统工作在连续导电模式下,占空比 D 大于 50% 时,电流内环仍然存在着无条件的开环不稳定性, 这是峰值电流控制系统的缺点。图 2 是峰值电流 控制 Boost 变换器系统工作在连续导电模式下的 电感电流波形。加入斜坡补偿信号可以消除该不 稳定因素,如图 3 所示,在电压调节器输出 Ic 上 叠加一负斜率斜坡。 3 Boost 变换器平均电流控制设计 平均电流控制是在峰值电流控制的基础上 发展起来的,平均电流型控制是控制电感电流平 均值,因此对电流的控制更为精确,平均电流控制 Boost 变换器的原理如图 4 所示。 在图 4 中,UE2 为电感电流的控制编程电压 信号,US 代表有锯齿纹波分量的输出电感电流, 它们的差值经过放大器后,得到平均电流跟踪误 差信号 UE1,UE1 与三角波比较后,得到 PWM 脉冲
控制关断时间的峰值电流模式准PWM控制方法
Of-i d ltd P a u rn o eQu s P M o to f meMo u ae e k C re t t M d ai W — C nr l
YANG ng。SH IAn hui Pi — .HU Che l ng n—o ( ho f El c r cPo r So h Chi n v r iy o c Sc olo e t i we , ut na U i e st f Te hno o l gy, Gua gd ng Ke n o y La o a or e n Ene g c ol b r t y ofCl a r y Te hn ogy,Gua gz u 51 6 0,Chi a) n ho 0 4 n
杨 苹 ,石 安 辉 ,胡 郴 龙
( 南 理 工 大 学 电 力 学 院 , 东 省 绿 色 能 源 技 术 重 点 实 验 室 ,广 州 5 O 4 ) 华 广 1 6 0
摘 要 : 使 采 用 峰 值 电流 模 式 控 制 方 法 的 电 流 环 在 不 做 斜 坡 补 偿 的情 况 下 能 在 很 宽 的 占空 比范 围 内稳 定 工 为
作 , 中提 出 了控 制 关 断 时 间 的峰 值 电 流模 式 准 P M 控 制 方 法 。该 方 法 通 过 输 入 输 出 电压 或 占空 比 的 反 馈 文 W
独 立 控 制关 断 时 间 以 维 持 开 关 周 期 的 恒 定 , 使 电 流 环 电 感 电 流 扰 动 偏 差 无 法 再 逐 周 期 传 递 , 而 消 除 了 次 并 从 谐 波 振 荡 的可 能 。 由 于 峰值 电 流 限 值 本 身 的纠 偏 作 用 , 流 环 电 感 电流 的 扰 动 偏 差 在 单 周 期 内 即 可 被 消 除 , 电 动态调节时间极短 , 因此 应 用 此方 法 的 电 流 环 具 有 高 度 的稳 定 性 和快 速 性 。仿 真 与 实 验 结 果 验 证 该 控 制 方 法
开关电源PWM的五种反馈控制模式
一、引言PWM开关稳压或稳流电源基本工作原理就是在输入电压变化、内部参数变化、外接负载变化的情况下,控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈,调节主电路开关器件的导通脉冲宽度,使得开关电源的输出电压或电流等被控制信号稳定。
PWM的开关频率一般为恒定,控制取样信号有:输出电压、输入电压、输出电流、输出电感电压、开关器件峰值电流。
由这些信号可以构成单环、双环或多环反馈系统,实现稳压、稳流及恒定功率的目的,同时可以实现一些附带的过流保护、抗偏磁、均流等功能。
对于定频调宽的PWM闭环反馈控制系统,主要有五种PWM反馈控制模式。
下面以VDMOS开关器件构成的稳压正激型降压斩波器为例说明五种PWM反馈控制模式的发展过程、基本工作原理、详细电路原理示意图、波形、特点及应用要点,以利于选择应用及仿真建模研究。
二、开关电源PWM的五种反馈控制模式1. 电压模式控制PWM (VOLTAGE-MODE CONTROL PWM):如图1所示为BUCK降压斩波器的电压模式控制PWM反馈系统原理图。
电压模式控制PWM是六十年代后期开关稳压电源刚刚开始发展起就采用的第一种控制方法。
该方法与一些必要的过电流保护电路相结合,至今仍然在工业界很好地被广泛应用。
电压模式控制只有一个电压反馈闭环,采用脉冲宽度调制法,即将电压误差放大器采样放大的慢变化的直流信号与恒定频率的三角波上斜波相比较,通过脉冲宽度调制原理,得到当时的脉冲宽度,见图1A中波形所示。
逐个脉冲的限流保护电路必须另外附加。
主要缺点是暂态响应慢。
当输入电压突然变小或负载阻抗突然变小时,因为有较大的输出电容C及电感L相移延时作用,输出电压的变小也延时滞后,输出电压变小的信息还要经过电压误差放大器的补偿电路延时滞后,才能传至PWM比较器将脉宽展宽。
这两个延时滞后作用是暂态响应慢的主要原因。
图1A电压误差运算放大器(E/A)的作用有三:①将输出电压与给定电压的差值进行放大及反馈,保证稳态时的稳压精度。
buck 峰值电流控制电路
buck 峰值电流控制电路峰值电流控制电路是一种常见的电路设计,它能够有效地控制电流的峰值值。
在现代电子设备和对电流控制要求较高的应用中,这种电路设计起着非常重要的作用。
本文将介绍峰值电流控制电路的原理、优点以及如何设计和应用。
峰值电流控制电路的原理基于电流峰值的调节。
它可以通过改变电路中的电压、电阻或电感等元件的数值,有效地控制电流的峰值值。
这种控制方法通常被应用于功率放大器、电源管理和电流传感器等设备中。
它能够保证电流在设定的范围内稳定工作,避免了过流带来的损坏和安全风险。
峰值电流控制电路有许多优点。
首先,它能够提供稳定的电流输出。
通过调整电路中的元件数值,我们可以确保电流不会超过设定的峰值,从而保护电路和设备的安全。
其次,峰值电流控制电路还能提高系统的效率。
通过控制电流的峰值,我们可以减少能量的浪费,提高整个系统的能源利用率。
此外,峰值电流控制电路还可以保护电路元件,延长其寿命,降低维修和更换的成本,提高设备的可靠性。
那么,如何设计和应用峰值电流控制电路呢?首先,我们需要明确目标,了解需要控制的电流峰值范围。
然后,根据具体的应用需求选择合适的电路设计方案。
常见的峰值电流控制电路包括可变电阻、可变电感和可变电压源等。
在电路设计过程中,需要综合考虑电流响应时间、功率损耗和成本等因素。
最后,将设计好的电路应用到具体的系统中,并进行测试和调试,确保其在实际工作中能够稳定可靠地控制电流的峰值。
总之,峰值电流控制电路是一种非常重要的电路设计,它能够有效地控制电流的峰值值,提高系统的效率和可靠性。
在电子设备和对电流控制要求较高的应用中,峰值电流控制电路起着不可或缺的作用。
通过合理的设计和应用,我们可以实现电流的稳定输出,保护电路和设备的安全。
希望本文对读者理解和应用峰值电流控制电路有所帮助。
峰值电流型Boost变换器斜坡补偿分析
• 28•峰值电流型Boost变换器斜坡补偿分析咸阳职业技术学院汽车学院 习 璐中海油节能环保服务有限公司 陈文奎咸阳职业技术学院汽车学院 吴 珊本文以峰值电流型PFC Boost 变换器为基础,在输入电压正弦变化的条件下,推导出参考电流和电感电流平均值的时变表达式,进一步分析采取固定斜坡补偿时功率因数降低和过零死区出现的原因。
1.引言PFC Boost 变换器是目前有源功率因数校正电路中应用最广的一种电路结构,由于非线性电子元器件如功率开关和乘法器等在该电路中的使用,虽然能起到提高电路功率因数的作用,但同时给系统带来很强的非线性,即出现了分岔和混沌等不稳定现象(C K Tse.Circuit theory of power factor correction in switch-ing converters:International Journal of Circuit Theory and Ap-plica-tion,2003,31(2):157-198;O Dranga,C K Tse,H C H IU.Bifurcation behavior of a power-factor-correction Boost converter:International Journal of Bifurcation and Chaos,2003,13(10):3107-3114;马西奎,刘伟增,张浩.快时标意义下Boost PFC 变换器中的分岔与混沌现象分析:中国电机工程学报,2005,25(5):61-67)。
通常通过斜坡补偿的方法解决分岔和混沌,从而削弱不稳定现象范围(邹建龙,马西奎.功率因数校正Boost 变换器中快时标分岔的实验研究:中国电机工程学报,2008,28(12):38-43;任海鹏,刘丁.基于Matlab 的PFC Boost 变换器仿真研究和实验验证:电工技术学报,2006(5):29-35;黄家成.峰值电流控制模式PFC Boost 变换器中的斜坡补偿:合肥:安徽大学,2010:34-43)。
短路电流峰值
短路电流峰值摘要:1.短路电流峰值的定义和意义2.短路电流峰值的计算方法3.短路电流峰值的影响因素4.短路电流峰值的实际应用5.短路电流峰值的安全措施正文:一、短路电流峰值的定义和意义短路电流峰值是指在电路发生短路时,电流瞬间达到的最大值。
短路电流峰值通常发生在电力系统中,由于电路突然短路,电源电压瞬间作用于短路电阻上,导致电流迅速增大。
短路电流峰值是电力系统安全稳定运行的重要参数,对于分析电力系统的故障、保护和设计具有重要意义。
二、短路电流峰值的计算方法短路电流峰值的计算方法有多种,其中较为常见的是欧姆定律法和复数法。
1.欧姆定律法:根据电路的电阻、电感和电容等参数,利用欧姆定律计算短路电流峰值。
适用于简单的电路模型。
2.复数法:将电路的电阻、电感和电容等参数用复数表示,通过计算复数的乘积得到短路电流峰值。
适用于复杂的电路模型。
三、短路电流峰值的影响因素短路电流峰值的大小受多种因素影响,主要包括:1.电源电压:电源电压越高,短路电流峰值越大。
2.电路电阻:电路电阻越小,短路电流峰值越大。
3.电路电感和电容:电路电感和电容越大,短路电流峰值越大。
4.电源类型:直流电源和交流电源的短路电流峰值计算方法不同,交流电源的短路电流峰值通常较大。
四、短路电流峰值的实际应用短路电流峰值在电力系统的故障分析、保护装置设计和设备选型等方面具有重要应用。
1.故障分析:通过计算短路电流峰值,可以分析电力系统中可能发生的故障类型和范围,为故障处理提供依据。
2.保护装置设计:根据短路电流峰值,可以设计合理的保护装置,如熔断器、断路器和继电保护等,确保电力系统的安全稳定运行。
3.设备选型:短路电流峰值是电力系统设备选型的重要参数,根据短路电流峰值选择合适的设备,可以提高电力系统的运行水平和安全性能。
五、短路电流峰值的安全措施为确保电力系统的安全运行,应采取以下措施:1.加强短路电流峰值的监测和分析,及时发现潜在的故障隐患,采取有效措施消除。
峰值电流的参考电压ref
峰值电流的参考电压ref
用1830工艺,PM3和PM2采用pch_ldm_40v功率管承受电压和大电流I0为10uA电流源,I12为待检测的电流源,设置为1ANM0-NM5宽长比设置一致,构成共源共栅电流镜,复制10u的电流。
PM1,PM0,PM4构成误差放大器,将PM1 PM0的源端电压钳位为相等。
PM2与PM3的宽长比为2000:1,故I12上的电流几乎从PM2上流过,为1A,PM3上电流为500u,由于500u远大于10u,故R4上的电压约等于(I12/2000)*R4。
通过饱和电流方程确定过驱动电压0.2V,NM0-NM5宽长比2.8,PM0-PM1宽长比12.5,PM2宽长比2000*23.4/1.1,PM3宽长比23.4/1.1,PM4宽长比500,直流仿真显示PM1源电压3.82539,PM0源电压3.82518。
瞬态仿真显示,随I12上电流变化,电阻上的压降相应改变,如设置峰值电流为1A,则到达1A时,电阻上输出压降2.5V,打开控制电路,对电流进行调节。
电流控制环采用峰值电流控制,电流传感器测得的开关管的电流,一旦达到电流参考信号Iref,电流比较器(CA)反转,复位RS锁存器,关断开关管。
于是Boost型变换器进入电感电流通过输出二极管向负载传递
能量的阶段,随着时间的推移,电感中的磁能逐步减小,最后电感电流减小到零。
一旦电感电流到零值时,过零检测电路就发生一个脉冲信号,置位RS触发器,于是再次开通开关管,电路进入一个新的开关周期。
通过在Boost型电感上增加一个辅助绕组,用于电感电流过零检测(ZCD)。
电压模式与电流模式的控制原理与优缺点
1、请分别说明电流模式和电压模式的控制原理,比较电流模式和电压模式的优缺点。
、请分别说明电流模式和电压模式的控制原理,比较电流模式和电压模式的优缺点。
What: 1. 电流模式控制Current mode control是指不但包含电压反馈, 而且包含(输入/ 输出)电感电流反馈的的控制模式. 书中讲的是峰值电流模式Peak Current mode.如果最终控制的是输出电感电流的话Peak Current mode是很有效的,但在控制输入电感电流时就牺牲了一些优点. 广义的电流模式还包括平均电流模式(Average currentmode), 平均电流模式克服了峰值电流模式缺点.2.电压模式只有电压反馈, 控制结构上只有电压反馈环.Why: 引入电流模式的原因是因为电流模式有单纯电压控制模式不可比拟的优点,包括:1. 对输入电压变化响应快对输入电压变化响应快2. 消除了磁通不平衡消除了磁通不平衡3. 控制器容易设计控制器容易设计4. 输出瞬态响应好输出瞬态响应好电流模式得缺点, 准确得说应该是峰值电流模式的缺点:a. 输入电压或输出电流变化都可能引起输出电压振荡, 需要slopecompensation.b. 抗干扰能力比较差抗干扰能力比较差c. Peak to Average error 电流峰值和平均值有误差电流峰值和平均值有误差电流峰值和平均值有误差How:图1 常见电压模式控制器结构常见电压模式控制器结构为参考其中Vfb 为电压反馈信号, Vref为参考是比较器信号, Vsw是三角波, A1是运放, A2是比较器可以看到电压控制器比较复杂可以看到电压控制器比较复杂1. 输入电压变大, 上升斜率变大, 脉变相应变小,有输入电压前馈的效果.2. 一个周期正负两个脉冲, 电压控制器输出不会瞬变, 所以两边管子的电流最大值是一样的,保证?B+=?B-, 防止imblance, 即便开始出现imblance, 一边电流变大,最低点越来越接近电压环控制器输出,所以脉宽变窄, 抑制变压器进一步饱和.3. 反馈控制设计变得容易, 这是因为, 引入电流环, 对于电压环来说对象特性发生了变化,电流模式的模型比较复杂, 是研究的热点问题之一. 但可以以push-pull电路为例做定性分析来说明这种变化的存在: 没有电流反馈时,电压控制器输出到输出滤波器的输入电压的传递函数是一个比例系数K, 电压控制器的控制对象就是一个LC滤波器(增益为K),输出受电感影响,设计电压环控制器的设计就比较复杂, 电流模式下,若电压控制器输出是按照正弦变化,则输出滤波器的输入平均电流是按照正弦变化, 也就是说, 电压控制器输出到输出滤波器输入平均电流的传递函数是一个比例系数, 因此,对于LC滤波以及负载而言, 前面的电路相当与一个电流源, 所以输出电压是输出电流和电容与负载并联阻抗之积, 电感的作用被消除,这样电压控制器就很好设计得多.值得提醒的是,以上定性分析是针对BUCK型的电路而言,但BOOST型的电路是不成立的, BOOST型的电路加入(输入)电感电流反馈后,电流环的模型就变得非常复杂. 4. 由3可见, 电流模式输出响应会比单纯电压模式好电流模式输出响应会比单纯电压模式好峰值电流模式控制器图2 峰值电流模式控制器Ifb,Vfb分别为电流,电压反馈电压反馈是电压参考信号信号Vref是电压参考信号A1,A4为运放, A2为比较器为比较器和电流控制器结构都比较简单可见电压控制器,和电流控制器结构都比较简单。
关于DCM反激式变压器完整计算
关于DCM反激式变压器完整计算
关于DCM反激式变压器完整计算
之前写过一个CCM模式下的反激式变换器计算文件,内容比较详细,而在很多应用下,变换器需要设计到DCM下,而DCM反激式变压器的计算往往不如CCM下的计算那幺为人所熟知,这个帖子介绍一下我自己一直使用的方法。
由于存在诸多控制模式,这里仅介绍定频PWM的控制模式。
相信对于DCM和CCM之间的区别无需赘述,任何一本开关电源书籍中都能够找到答案。
用一句简单的话讲,CCM,表示的是电感的励磁时间和退磁时间之和恰好等于开关周期,换句话说,每一个周期,退磁结束或者说励磁开始的瞬间,电感电流不为零;DCM,则表示电感的励磁时间和退磁时间之和仍然小于开关周期,也就是说,开关周期内,有一段时间没有电流流过电感,这段时间电感往往会和一些寄生参数产生谐振,称为自由振荡时间。
反激式变压器或者说反激式电感的设计最容易按照能量守恒的原理来做,因为电感内部的能量都是先存再放的。
对于DCM,每一个周期内传递的能量可以简单地表示为:
E=Lp*Ipk /2
Lp是初级电感量,Ipk是初级电感峰值电流。
变压器输入端的功率可以表示为:
Pin=f*Lp*Ipk /2
f是开关频率。
这个式子中,频率是我们可以最先确定的,那幺剩下了要确定的就是初级电感峰值电流和电感量,而这两个参数的选取又是相互制约的。
在确定这两个参数之前,我们还要先确定一下匝比,或者说次级反射电压。
短路峰值电流计算
短路峰值电流(Short-Circuit Peak Current)是指在电路发生短路时,电流达到的最高峰值。
计算短路峰值电流需要考虑电源电压、电路阻抗以及短路位置等因素。
下面是一个简单的计算短路峰值电流的示例:
假设电源电压为 V,电路总阻抗为 Z,短路位置处的阻抗为 Zs。
根据欧姆定律和电流分压原理,可以使用以下公式计算短路峰值电流:
Ipeak = V / (Z + Zs)
其中,Ipeak 是短路峰值电流。
需要注意的是,上述公式是一个简化的计算方法,实际情况可能更加复杂,例如考虑电源内阻、电感等因素。
在实际工程中,可能需要进行更详细的电路分析和计算。
此外,还要注意安全性和保护措施。
短路电流可能会导致电路元件过载或损坏,因此需要合理选择电路元件和采取适当的保护措施,如熔断器、保险丝等,以确保电路的安全运行。
电路峰值电流大小与并联在上面电容值
1、电路峰值电流大小与并联在上面电容值大小有关系吗?
充电的瞬间,电容器可视作短路,峰值电流由电源电压和充电的等效电阻值决定:Im=E/R R是充电电路中的等效电阻
通常电源的内阻是很小的,所以峰值电流会很大。小电容器的充电过程极为短暂,峰值电流的时间也极短暂,不容易测量到。
2、是电容值越大,峰值电流越大,还是峰值电流持续时间越长?
据上所述,峰电流大小与C大小无关(因为充电瞬间C可视作短路)。但充电的时间、峰值电流持续的时间与RC的乘积(时间常数)相关。在电源内阻一定的条件下,C越大,充电持续时间及充电峰值电流保持时间越长,就越容易观测和测量。
3、LC滤波电感是怎样起平滑作用的?
在LC滤波电路中,L是与负载串联,C与负载并联。这样电源中的杂波(交流成份)先经L的阻挡,由L的感抗与负载分压后,再由C对交流成份的“短路”,起滤波作用。
电感的峰峰值纹波电流
电感的峰峰值纹波电流一、电感的基本概念1.1 电感的定义 1.2 电感的作用 1.3 电感的结构二、峰峰值纹波电流的定义2.1 纹波电流的概念 2.2 峰峰值纹波电流的定义 2.3 电感产生纹波电流的原因三、峰峰值纹波电流的计算方法3.1 电感的电压-电流关系 3.2 峰峰值纹波电流的计算公式 3.3 示例计算四、影响峰峰值纹波电流的因素4.1 电感的感值大小 4.2 输入电流的频率 4.3 输入电流的波形 4.4 负载的变化五、减小峰峰值纹波电流的方法5.1 增大电感感值 5.2 选择合适的输入电流频率 5.3 优化输入电流波形 5.4 使用滤波电路 5.5 调整负载六、电感的峰峰值纹波电流的应用案例6.1 开关电源中的应用 6.2 电能传输系统中的应用 6.3 电动汽车充电系统中的应用七、总结7.1 电感的峰峰值纹波电流对电路稳定性的影响 7.2 减小峰峰值纹波电流的重要性 7.3 未来发展趋势一、电感的基本概念1.1 电感的定义电感是一种电子元件,它能够通过磁场存储电能,并抵抗电流的变化。
电感常用线圈表示,当电流通过线圈时,产生的磁场会存储电能。
1.2 电感的作用电感在电路中有多种作用,包括滤波、隔离、储能等。
在某些情况下,我们希望电压或电流的变化更加平滑,电感可以帮助实现这一目的。
1.3 电感的结构电感一般采用线圈的形式,线圈由绕在磁芯上的导线组成。
导线通常采用铜或铝等导电材料制成,磁芯可以是铁芯、氧化铁等材料。
二、峰峰值纹波电流的定义2.1 纹波电流的概念纹波电流是指随时间变化的电流,其大小波动较大。
在交流电路中,电流随着时间的变化呈现正弦波形,但在实际应用中,会存在一定的纹波。
2.2 峰峰值纹波电流的定义峰峰值纹波电流是指纹波电流波形中最高值与最低值之间的差值,用于描述纹波电流的大小。
2.3 电感产生纹波电流的原因当电压或电流发生变化时,电感会产生反电动势,试图阻碍电压或电流的变化。
电容尖峰电流
电容尖峰电流电容尖峰电流是指在电容器充电或放电过程中出现的瞬态电流峰值。
在电容器电压或电荷发生突变时,电流会瞬间增大或减小,形成尖峰电流。
本文将从电容器的工作原理、尖峰电流产生的原因、尖峰电流的特点以及对电路和设备的影响等方面进行探讨,旨在帮助读者更好地理解和应用电容尖峰电流。
一、电容器的工作原理电容器是一种能够存储电荷的被动元件,由两个导体板和介质组成。
当电容器与电源相连接时,电源会向电容器充电,导致正板和负板之间的电势差增大。
当电势差达到一定程度时,电容器开始放电,释放储存的电荷。
电容器的充电和放电过程是周期性的,形成电流的周期性变化。
二、尖峰电流产生的原因在电容器充电或放电的过程中,电压或电荷的突变会导致电流瞬间增大或减小,形成尖峰电流。
具体产生尖峰电流的原因有以下几点:1. 电容器的本身特性:电容器具有存储电荷的能力,当电压或电荷发生突变时,电容器会通过导体板之间的介质释放或吸收电荷,导致电流瞬间变化。
2. 电路中的其他元件:电容器与电路中的其他元件(如电感器、电阻器等)相互作用时,也会引起电流的突变,形成尖峰电流。
3. 外部干扰:电容器所处的环境中可能存在电磁干扰、电压波动等因素,这些外部干扰也会导致电容器电压或电荷发生突变,产生尖峰电流。
三、尖峰电流的特点1. 瞬间性:尖峰电流是瞬间产生的,持续时间非常短暂,一般在微秒或纳秒级别。
2. 峰值较大:尖峰电流的峰值一般较大,远远超过稳态电流的数倍甚至数十倍。
3. 高频成分:尖峰电流中往往包含较高频率的成分,频谱分布广,具有较宽的频带。
4. 能量较小:尽管尖峰电流的峰值较大,但由于持续时间极短,能量较小。
四、尖峰电流对电路和设备的影响尖峰电流的产生会对电路和设备产生一定的影响,主要体现在以下几个方面:1. 电压压降:尖峰电流通过电路元件时,会产生电压压降,导致电压波动。
这可能会对电路中其他元件的正常工作产生影响,甚至引起故障。
2. 电磁干扰:尖峰电流的高频成分会产生较强的电磁辐射,对周围的电子设备和通信系统造成干扰,影响其正常工作。
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电感峰值电流
电感峰值电流是指在电感元件中通过的最大电流值。
电感是一种储存电能的元件,它能够通过磁场的变化来储存和释放电能。
在电感储存电能的过程中,电流的变化会引起磁场的变化,而磁场的变化又会引起电流的变化。
因此,在电感元件中,电流和磁场之间存在着密切的关系。
电感峰值电流的大小受到多种因素的影响,包括电感元件的参数、输入电压的大小、电感元件的负载等。
在电感元件中,当输入电压达到一定的大小时,电感元件的电流会达到峰值。
峰值电流的大小取决于电感元件的电感值和其他电路参数。
电感峰值电流的计算可以通过电路分析方法来进行。
在电路中,电感元件可以被建模为一个线圈,其参数可以通过测量得到。
通过分析电路中的电流和电压关系,可以得到电感峰值电流的表达式。
然而,为了简化计算,通常使用示波器来直接测量电感元件中的电流波形,并从中获取峰值电流的数值。
在实际应用中,电感峰值电流的大小对电路的设计和选择具有重要的意义。
如果电感峰值电流超过了电感元件的额定值,可能会导致电感元件过热甚至损坏。
因此,在电路设计中,需要合理选择电感元件的参数,以确保电感峰值电流不会超过电感元件的额定值。
在电感峰值电流的控制和保护方面,也有一些常用的方法。
例如,
可以通过添加限流电阻来限制电感峰值电流的大小,以保护电感元件不被过载。
同时,可以使用保险丝等保护元件来防止电感峰值电流过大时对电路造成损坏。
电感峰值电流是电感元件中通过的最大电流值,它受到多种因素的影响。
在电路设计和选择中,合理控制电感峰值电流的大小对于保护电感元件和确保电路的正常运行至关重要。
在实际应用中,通过合理选择电感元件的参数和采取相应的保护措施,可以有效控制电感峰值电流的大小,提高电路的可靠性和安全性。