开关电源电压型与电流型控制方式解析
开关电源工作原理超详细解析
开关电源工作原理超详细解析开关电源（Switching Power Supply）是一种先将输入交流电转换为直流电，再通过变换器和开关元件进行调制和控制，最终输出所需电压和电流的电源装置。
它可以高效地进行能量转换，减少功耗，适用于各种电子设备。
下面将详细解析开关电源的工作原理。
1.开关电源的基本组成开关电源由输入滤波器、整流器、脉宽调制器、变压器、输出滤波器和反馈电路组成。
-输入滤波器：用于滤除输入电源中的干扰信号，并平滑输送到整流器。
-整流器：将交流电转换为直流电，常用的整流方式有全波整流和半波整流。
-脉宽调制器：根据反馈信号调整开关管的导通时间，控制开关元件的开关频率和占空比。
-变压器：将输入电压转换为所需的输出电压，并通过与脉宽调制器协调工作来控制输出电压的稳定性。
-输出滤波器：用于平滑输出电压，减少纹波幅度，并滤波输出电流。
-反馈电路：通过采样输出电压并与目标电压进行比较，产生反馈信号控制脉宽调制器的输出。
2.工作原理-输入滤波：交流电经过输入滤波器后，去除干扰信号，并保持电压稳定。
输入滤波器通常由电容和电感组成，它们通过电压和电流的交替变化，将输入电源趋于稳定。
-变压：通过变压器将输入电压进行转换，以获得需要的输出电压。
变压器一般由磁性材料、绕线、磁心等组成，通过众多的绕线匝数比实现输入电压于输出电压的变化。
-输出滤波：经过变压器的输出信号包含较多的纹波幅度，通过输出滤波器将纹波幅度减小到可以忽略不计的程度。
输出滤波器通常包括电感和电容，通过滤除高频杂波和平滑输出电流。
3.脉宽调制脉宽调制器是开关电源中至关重要的一个部件，负责控制开关元件（如晶体管或MOSFET）的开关频率和占空比，以调节输出电压的稳定性。
- 控制开关频率：脉宽调制器根据输出电压的需求，采用不同的控制方式，例如固定频率PWM（Pulse-Width Modulation）、可变频率PWM和电流模式控制。
通过调整开关频率，可以实现对输出电压的精确控制。
开关电源控制模式分析
开关电源控制模式分析摘要:开关电源高频化、模块化、数字化的实现,标志着开关电源控制技术的成熟,本文分析了开关电源控制模式,在总结了开关电源发展历程的基础上分析了数字化控制及电流型控制模式的优点。
关键词:开关电源控制模式数字化控制模块化开关电源作为一种能够稳定持续输出电压的电源,其主要是由控制开关晶体管控制开通和关断时间的,因此,在开关电源中最重要、最核心的部分就是控制电路,本文进行了开关电源控制模式分析。
1 开关电源概述开关电源是伴随着电力电子技术的进步而发展起来的,由于具有高效节能、轻巧便捷等特点,开关电源得到了越来越广泛的应用。
开关电源的效率可达到85%以上,与普通的线性电源相比其效率提高了近一倍,且其可靠性也较高,采用了体积较小的散热器和滤波元件,具有良好的发展前途。
可将开关电源分为AC/AC和DC/DC电源等类型,其中DC/DC电源变换器已实现了模块化的设计和发展,得到了广大用户的普遍认可。
2 开关电源发展历程开关电源的发展已经经历了40多年,早期开发的开关频率非常低,且价格较高,只能应用于卫星等少数要求电源质量较高的领域。
但自20世纪60年代晶闸管相位控制模式出现后开关电源经历了较快的发展,70年代时制约开关电源发展的瓶颈主要是效率问题,同时由于调试工作困难而难以大规模的推广应用。
70年代后期,随着大规模集成电路技术的出现,各种专用的开关电源芯片进入市场,将控制电路、驱动电路、保护电路和检测电路封装在一起的模式非常有利于开关电源的发展,由于焊点减小提高了开关电源的可靠性,同时也由于集成化的发展是开关电源的体积减小,为应用带来了极大的便利。
如今,集成化的电源已被广泛应用于计算机、航天、彩色电视等各个领域,且随着微电子技术、半导体技术的进一步发展,功能更强大,集成度更高的超大规模集成电路的出现,电子设备的体积和重量仍在不断减小,但与之相匹配的电源体积却大的多,在现代化的电子产品中,电源的体积要比微处理器大10倍以上,因此,如何缩小电源的体积就是一项非常具有意义的研究课题。
第三节 开关电源电压型控制和电流型控制基本原理
电压型控制的优点
• 1。单环控制，易于设计和分析； • 2。噪声裕量大； • 3。多路输出时，交叉调节性能好。
负载
0
x
PWM比较器 + C1 z=xy
R3
PI调节器
X为误差信号
+
Vref
将前面各个环节的传递函数代入上述控制系统，并进行 归一化后可以得到博德图。从博德图可知，电压模式控 制的开关电源，其稳定性和动态特性之间的矛盾比较突 出。（参阅教材和参考书得到此问题的详尽解释）
电压型控制的过电流保护形式 及其常用控制芯片
一、电压控制模式和电流控制模式
开关电源的控制模式分为：电压控制模式（Voltage Mode Control)和电流控制模式(Current Mode Control)两种。 电压控制模式：仅有一个输出电压反馈控制环。 电流控制模式：输出电压反馈控制外环和电流控制内环。 电流控制模式分类：峰值电流、滞环电流和平均电流控 制模式三种。
t=0
Qs =
π ( M1 − M 2 + 2M c )
2( M 1 + M 2 )
, 通过合理选择 M c，就可以使 Qs > 0,
MC − M2 n ] e0 从而保证系统的稳定。 此时误差en = [ M C + M1
峰值电流控制的优缺点及其 集成电路芯片
优点：（1）系统得稳定性增强，响应速度快（能够直接将干
电流控制模式原理
电流控制模式原理
电流控制模式(CurrentModeControl)又称电流型控制，是一种常用的电源开关控制方式，主要用于开关电源中的稳压控制和输出电流限制。
与传统的电压控制模式( Voltage Mode Control )不同，电流控制模式的控制对象是电感或电容的电流，而不是输出电压。
其原理是通过对电感或电容的电流进行快速反馈调整，从而控制开关管的导通和断开，实现对输出电流的精准控制。
电流控制模式有多种实现方式，其中比较常见的是平均电流控制( Average Current Control )和峰值电流控制( Peak Current Control )。
平均电流控制是通过对电感或电容的平均电流进行反馈控制，实现对输出电流的控制；峰值电流控制则是通过对电感或电容的峰值电流进行反馈控制，实现对输出电流的控制。
两种方式各有优缺点，需要根据具体情况进行选择。
电流控制模式的优点是响应速度快，稳定性好，输出电流波形平稳，对于负载变化响应迅速，可以有效提高系统的动态响应能力。
同时，电流控制模式能够实现电感或电容的电流保护，避免输出电流过载或瞬间过大对系统带来的损害。
因此，在高精度稳压和大功率开关电源中，电流控制模式被广泛应用。
总之，电流控制模式是一种高效、稳定、可靠的开关电源控制方式，具有广泛的应用前景。
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开关电源原理及各功能电路详解
开关电源原理及各功能电路详解一、 开关电源的电路组成[/b]：：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM 控制器电路、输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路组成方框图如下：二、 输入电路的原理及常见电路[/b]：：1、AC输入整流滤波电路原理：① 防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。
② 输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。
③ 整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。
2、 DC 输入滤波电路原理：① 输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。
② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。
在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。
关于电力操作电源两种控制方式的比较doc-关于电力操作电
关于电力操作电源两种控制方式的比较doc-关于电力操作电引言开关电源是一个闭环的自动操纵系统，开关电源的操纵环节的设计是其设计的重要组成部分。
其常用的设计步骤是对主电路建立小信号模型，作出开环波特图，然后按照性能指标要求，运用经典自动操纵理论，设计校正系统，使系统具有良好的稳态和暂态性能。
专门多研究者对开关电源的操纵系统进行了分析[1][4]。
应用在电力领域的开关电源一样要求能工作在恒压和恒流两种模式，在操纵上有两种常用的实现方式：一种是采纳并联式双环操纵，在系统中建立两个独立的电压环和电流环。
这种操纵方式简单稳固，容易设计，稳固时只工作在某个单环操纵下，两个操纵环可不能互相干扰，能够保证专门好的恒压和恒流精度。
另一种是采纳串级式双环操纵，当系统工作在恒压模式下时是用双环操纵，工作在恒流模式下是用单环操纵。
电力操作电源一样为并联工作的模块式电源，在这种并联运行的电源中限流特性十分重要，否则当一台模块退出工作时，其它模块会因不能及时限流而引起连锁反应，相继爱护退出工作。
另外，从操纵的角度来讲，减小运行参数对操纵系统稳固性的阻碍，增强系统的鲁棒性是专门重要的。
本文通过对两种操纵方式进行建模分析，对两种操纵方式的限流速度和操纵稳固性进行了比较，并通过实验得到了验证。
2两种操纵方式分析21并联式双环操纵方式这种操纵方式电路原理图如图1所示，使用两个并联的单环分不实现电路的恒压和恒流功能，电压环PI调剂器输出和电流环PI调剂器输出均通过一个二极管接到三角波比较器的正输入端，电路工作时，若电压环PI调剂器输出UV1小于电流环PI调剂器输出UC1，则DV1导通，电路工作在电压环操纵模式；反之DC1导通，电路工作在电流环操纵模式。
这种操纵方式下，在稳固工作时，电压环和电流环只有一个环在工作，可不能互相干扰。
而且单环操纵的设计和分析都相图1并联式双环操纵方式的电路原理图图2电压环单环操纵模式下的电路方框图图3电流环单环操纵模式下的电路方框图图4电压环单环开环波特图图5电流环单环开环波特图对简单。
【很完整】牛人教你开关电源各功能部分原理分析、计算与选型
【很完整】⽜⼈教你开关电源各功能部分原理分析、计算与选型1 开关电源介绍此⽂档是作为张占松⾼级开关电源设计之后的强化培训，基于计划安排，由申⼯讲解了变压器设计之后，在此⽂章中简单带过变压器设计原理，重点讲解电路⼯作原理和设计过程中关键器件计算与选型。
开关电源的⼯作过程相当容易理解，其拥有三个明显特征：开关：电⼒电⼦器件⼯作在开关状态⽽不是线性状态⾼频：电⼒电⼦器件⼯作在⾼频⽽不是接近⼯频的低频直流：开关电源输出的是直流⽽不是交流也可以输出⾼频交流如电⼦变压器1.1 开关电源基本组成部分1.2 开关电源分类：开关电源按照拓扑分很多类型：buck boost 正激反激半桥全桥 LLC 等等，但是从本质上区分，开关电源只有两种⼯作⽅式：正激：是开关管开通时传输能量，反激：开关管关断时传输能量。
下⾯将以反激电源为例进⾏讲解。
1.3 反激开关电源简介反激⼜被称为隔离buck-boost 电路。
基本⼯作原理：开关管打开时变压器存储能量，开关管关断时释放存储的能量反激开关电源根据开关管数⽬可分为双端和单端反激。
根据反激变压器⼯作模式可分为CCM 和DCM 模式反激电源。
根据控制⽅式可分为PFM 和PWM 型反激电源。
根据驱动占空⽐的产⽣⽅式可分为电压型和电流型反激开关电源。
我们所要讲的反激电源精确定义为：电流型PWM 单端反激电源。
1.4 电流型PWM 单端反激电源此类反激电源优点：结构简单价格便宜，适⽤⼩功率电源。
此类反激电源缺点：功率较⼩，⼀般在150w 以下，纹波较⼤，电压负载调整率低，⼀般⼤于5%。
此类反激电源设计难点主要是变压器的设计，特别是宽输⼊电压，多路输出的变压器。
2 举例讲解设计过程为了更清楚了解设计中详细计算过程，我们将以220VAC-380VAC 输⼊，+5V±3%（5A），±15±5%（0.5A）三路共地输出反激电源为例讲解设计过程。
提出上⾯要求，选择思路如下：提出上⾯要求，选择思路如下：电源总输出功率P=5*5W+15*0.5*2=40W 功率较⼩，可以选择反激开关电源。
开关变换器控制技术综述
响应。按控制电路所用模拟或数字器件方式分为模
拟控制和数字控制。
占空比实 现方式
定频控错Ｈ ＰＷＭ
塑堕囹
变额控制 垂开陋ｉ画 寥环筘到
单环控制 一电压控刖
峰值控制ｌ
开关变换器 控制方式
按检测信号 不同
按建模思想 或系统数学 々描述；。
双环控制
多环控锈 线型控制
平均电流｛ 电荷控制｜
！銎呦］
可虿函丽］
电压型 电流型
单周期控制技术是１９９１年由Ｋｅｙｕｅ Ｍ．Ｓｍｅｄｌｅｙ提 出的一种非线性大信号ＰＷＭ控制理论【”】。单周期控 制技术有恒频ＰＷＭ开关、恒定导通时间开关、恒定 截止时间开关和变化开关四种类型。
恒频ＰＷＭ开关单周期控制原理如图４所示。假 设开关ｓ以开关频率Ｚ＝ｌ，／ｔ，开关函数ｋ（ｔ）工作， 可表示为
控制电路只有电压闭环反馈是单环系图1开关变换器控制技术分类示意图按占空比实现方式开关变换器控制方式模拟控制数字控制pwm定频控制变频控制双环控制按检测信号不同单环控制多环控制线型控制非线型控制按控制电路采用器件按建模思想或系统数学描述定开通时间定开断时间滞环控制电压控制峰值控制平均电流电荷控制v2控制v2c控制电压型电流型模糊控制自适应控制鲁棒控制自抗扰控制无源控制滑膜变结构电荷控制单周期控制神经网络pwmgcshsucuiloaduehu采样网络传递函数参考信号uref控制器脉冲宽度调制器功率开关管驱动器ug电源输入开关变换器负载图2buck型开关调压系统原理图新视点newviewpoint62008年第27卷第4期电气应用统设计简单调试方便
基于Ｂｕｃｋ变换器的电荷控制原理如图５所示。 功率主开关Ｓ，在每个开关周期开始时闭合，与此同 时ｓ：断开，开关电流ｉ．被检测并给电容ｃＴ充电。当 电容电压增至“ｃ时，ｓ。断开，同时闭合Ｓ：对ｃＴ放
开关电源中的电流型控制模式
开关电源中的电流型控制模式摘要：讨论了开关电源中电流反馈控制模式的工作原理、优缺点，以及与之有关的斜波补偿技术。
关键词：开关电源；电流型控制；斜波补偿1引言PWM型开关稳压电源是一个闭环控制系统,其基本工作原理就是在输入电压、内部元器件参数、外接负载等因素发生变化时，通过检测被控制信号与基准信号的差值，利用差值调节主电路功率开关器件的导通脉冲宽度，从而改变输出电压的平均值，使得开关电源的输出电压保持稳定。
以开关电源中的降压型变换为例（其它类型如正激型、推挽型等，均可由降压型派生得到），图1表示了该变换器的主电路的基本拓扑结构。
图1降压型开关电源根据选用不同的PWM控制模式，图1电路中的输入电压Uin、输出电压Uo、开关功率器件电流(可从A点采样)、输出电感电流(可从B或C点采样)均可作为控制信号，用于完成稳压调节过程。
目前在开关电源中广泛使用的控制方式是通过对输出电压或电流(功率开关器件或输出电感上流过的电流)进行采样，即形成2类控制方式：电压控制模式与电流控制模式。
2电流控制模式的工作原理图2为检测输出电感电流的电流型控制的基本原理框图。
它的主要特点是：将采样得到的电感电流直接反馈去控制功率开关的占空比，使功率开关的峰值电流直接跟随电压反馈电路中误差放大器输出的信号。
从图2中可以看出,与单一闭环的电压控制模式相比,电流模式控制是双闭环控制系统，外环由输出电压反馈电路形成，内环由互感器采样输出电感电流形成。
在该双环控制中，由电压外环控制电流内环，即内环电流在每一开关周期内上升，直至达到电压外环设定的误差电压阈值。
电流内环是瞬时快速进行逐个脉冲比较工作的，并且监测输出电感电流的动态变化，电压外环只负责控制输出电压。
因此电流型控制模式具有比起电压型控制模式大得多的带宽。
图2检测输出电感电流的电流型控制原理框图实际电路以单端正激型电源为例，如图3所示。
误差电压信号Ue送至PWM比较器后，并不是像电压模式那样与振荡电路产生的固定三角波状电压斜波比较调宽，而是与一个变化的、峰值代表功率开关上的电流信号(由Rs上采样得到)的三角状波形信号(电感电流不连续)或矩形波上端叠加三角波合成波形信号(电感电流连续)比较，然后得到PWM脉冲关断时刻。
uc3842电流型开关电源中电压反馈电路的设计
uc3842电流型开关电源中电压反馈电路的设计在传统的电压型控制中，只有一个环路，动态性能差。
当输入电压有扰动时，通过电压环反馈引起占空比的改变速度比较慢。
因此，在要求输出电压的瞬态误差较小的场合，电压型控制模式是不理想的。
为了解决这个问题，可以采用电流型控制模式。
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。
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。
di直接跟随输入电压和输出电压的变化而变化。
电压反由于反馈电感电流的变化率dt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，所以电压反馈是电流型电源设计中很重要的问题。
本文介绍使用电流型控制芯片uc3842时，电压反馈电路的设计。
一、uc3842简介图1为UC3842PWM控制器的内部结构框图。
其内部基准电路产生＋5V基准电压作为UC3842内部电源，经衰减得2.5V电压作为误差放大器基准，并可作为电路输出5V/50mA的电源。
振荡器产生方波振荡，振荡频率取决于外接定时元件，接在4脚与8脚之间的电阻R 与接在4脚与地之间的电容C共同决定了振荡器的振荡频率，f=1.8/RC。
反馈电压由2脚接误差放大器反相端。
1脚外接RC网络以改变误差放大器的闭环增益和频率特性，6脚输出驱动开关管的方波为图腾柱输出。
3脚为电流检测端，用于检测开关管的电流，当3脚电压≥1V 时，UC3842就关闭输出脉冲，保护开关管不至于过流损坏。
UC3842PWM控制器设有欠压锁定电路，其开启阈值为16V，关闭阈值为10V。
正因如此，可有效地防止电路在阈值电压附近工作时的振荡。
图1UC3842的内部结构框图如下：UC3842具有以下特点：1、管脚数量少，外围电路简单，价格低廉；2、电压调整率很好；3、负载调整率明显改善；4、频响特性好，稳定幅度大；5、具有过流限制、过压保护和欠压锁定功能。
开关电源的设计及应用
题目：开关电源的设计及其应用一、开关电源的组成及原理1、高频开关电源由以下几个部分组成：1.1主电路从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：（1）、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。
（2）、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。
（3）、逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。
（4）、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。
1.2控制电路一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。
1.3检测电路除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。
1.4辅助电源提供所有单一电路的不同要求电源。
2、开关控制稳压原理开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关K接通时，输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL，在整个开关接通期间，电源E向负载提供能量；当开关K断开时，输入电源E便中断了能量的提供。
可见，输入电源向负载提供能量是断续的，为使负载能得到连续的能量提供，开关稳压电源必须要有一套储能装置，在开关接通时将一部份能量储存起来，在开关断开时，向负载释放。
图中，由电感L、电容C2和二极管D组成的电路，就具有这种功能。
电感L用以储存能量，在开关断开时，储存在电感L中的能量通过二极管D释放给负载，使负载得到连续而稳定的能量，因二极管D使负载电流连续不断，所以称为续流二极管。
在AB间的电压平均值EAB可用下式表示：EAB=TON/T*E式中TON为开关每次接通的时间，T为开关通断的工作周期（即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和）。
由式可知，改变开关接通时间和工作周期的比例，AB间电压的平均值也随之改变，因此，随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便能使输出电压V0维持不变。
移相控制零电压开关PWM变换器电流模式控制分析
移相控制零电压开关PWM变换器电流模式控制分析摘要：采用电流模式控制是移相控制零电压开关pwm变换器（ps-zvs-pwm变换器）实现稳压源控制的模式之一。
对该控制模式进行分析研究，并提出克服电流型控制模式主要缺点的方法。
关键词：ps-zvs-pwm变换器电流型控制分析研究1 概述电压型控制模式是传统的pwm开关稳压电源主要采用的控制模式，只对输出电压采样并作为反馈信号实现闭环控制，来稳定输出电压。
但仅采用电压方式稳压，有稳定性差，响应速度慢等缺点。
电流型控制器正是针对其缺点发展起来的。
它增加了一个电流环，很容易不受约束地得到完善的大、小信号特性和大的开环增益。
下面以ps-zvs-pwm变换器为例来分析研究其电流模式控制。
2 电流模式控制移相控制零电压开关pwm变换器利用变压器的漏感和功率管的寄生电容来实现零电压开关，是中大功率直-直变换场合理想的方式之一。
ps-zvs-pwm变换器实现的稳压源的控制模式有电压模式控制和电流模式控制，下面采用电流模式控制进行分析。
电流模式控制是指在电压环内增加了一个电感电流反馈的电流内环的双闭环控制系统。
其结构框图如图1所示[1]：图1 平均电流模式控制系统结构框图①电流控制器的设计[2，3，4]，这里简单取电流反馈系数kif=1，（s）对输出的传递函数gid（s）带入参数如式：g（s）= =（1）则电流内环的控制对象为2gid（s）。
控制目标是把内环变为一个快速跟随环节，电流环节开环bode图如图2所示：电流控制器采用pi调节器。
将pi调节器具体整定为：gacr（s）= （2）调整后的电流内环的开环传递函数的bode图如图3所示，其截止频率为1.26e4rad/sec，相角裕量为78.5deg；幅值裕量为inf。
②电压外环控制器的设计[2，3，4]，电流内环有很好的跟随性，因此在设计电压外环时可以把电流内环视为一个比例环节。
由于电流反馈系数kij=1，一次电流环节的比例增益为1。
UC3844开关电源原理经典
UC3844开关电源电路原理分析引言UC3844是美国Unitrode公司（已被TI公司收购）生产的高性能电流型脉宽调制器(PWM)控制器。
早期的PWM控制器是电压控制型的,常用的电压型PWM控制器有TL494、TL495、SG3524、SG3525等。
电压型PWM是指控制器按反馈电压来调节输出脉宽,电流型PWM是指控制器按反馈电流来调节输出脉宽。
电流型PWM是在脉宽比较器的输入端,直接用流过输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比较,从而调节占空比,使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。
由于结构上有电压环、电流环双环系统,因此,无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高,是目前比较理想的新型PWM控制器。
1 电流型PWM控制与电压型PWM控制原理及性能比较1. 1 电压型PWM控制电压型PWM控制系统框图如图1所示。
电源输出反馈电压U f与基准电压U g比较放大得到误差电压U e,该误差电压再与锯齿波发生器产生的锯齿波信号进行比较,产生占空比变化的矩形波驱动信号。
这种结构属于典型的单闭环系统,缺点是控制过程中主电路的电流没有参入输出控制。
由于电感的作用,电流滞后于电压的变化,因而系统响应速度慢,稳定性差。
图1 电压型PWM控制系统框图1. 2 电流型PWM控制电流型PWM正是针对电压PWM型的缺点发展起来的。
它在原有的电压环上增加了电流反馈环节,构成电压电流双闭环控制。
内环为电流控制环,外环为电压控制环。
无论电流的变化,还是电压的变化,都会使PWM 输出脉冲占空比发生变化。
这种控制方式可改善系统的电压调整率,提高系统的瞬态响应速度,增加系统的稳定性。
其控制系统框图如图2所示。
图2 电流型PWM控制系统框图1. 3 电流型PWM控制的优点a) 电压调整率好。
输入电压的变化立即引起电感电流的变化,电感电流的变化立即反映到电流控制回路而被抑制。
不像电压控制要经过输出电压反馈到误差放大器,然后再调节的复杂过程,所以响应快。
开关电源反馈电路
电流型开关电源中电压反馈电路的设计2007-11-29 09:35:15| 分类：电源| 标签：|字号大中小订阅尚修香侯振义空军工程大学电讯工程学院在传统的电压型控制中，只有一个环路，动态性能差。
当输入电压有扰动时，通过电压环反馈引起占空比的改变速度比较慢。
因此，在要求输出电压的瞬态误差较小的场合，电压型控制模式是不理想的。
为了解决这个问题，可以采用电流型控制模式。
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。
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。
由于反馈电感电流的变化率直接跟随输入电压和输出电压的变化而变化。
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，所以电压反馈是电流型电源设计中很重要的问题。
本文介绍使用电流型控制芯片uc3842时，电压反馈电路的设计。
一、uc3842简介图1为UC3842PWM控制器的内部结构框图。
其内部基准电路产生＋5V基准电压作为UC3842内部电源，经衰减得2.5V电压作为误差放大器基准，并可作为电路输出5V/50mA的电源。
振荡器产生方波振荡，振荡频率取决于外接定时元件，接在4脚与8脚之间的电阻R与接在4脚与地之间的电容C共同决定了振荡器的振荡频率，f=1.8/RC。
反馈电压由2脚接误差放大器反相端。
1脚外接RC网络以改变误差放大器的闭环增益和频率特性，6脚输出驱动开关管的方波为图腾柱输出。
3脚为电流检测端，用于检测开关管的电流，当3脚电压≥1V时，UC3842就关闭输出脉冲，保护开关管不至于过流损坏。
UC3842PWM 控制器设有欠压锁定电路，其开启阈值为16V，关闭阈值为10V。
一个初学者对UC3842UC3843开关电源的理解
⼀个初学者对UC3842UC3843开关电源的理解★题外话：作为⼀个初学者，就我个⼈⽽⾔，我最需要的⼊门资料是简答、易懂，最重要的是严谨。
不过，我在⽹上搜集了⼀些资料，总是不令⼈满意，总是不知不觉掉⼊了某⼀个坑⾥，不可⾃拔，因此，⾃⼰总结⼀些资料，⼒求严谨、简答、明了，使后进者避免误区。
由于⾃⼰只是⼀个普通技术⼈员，我很少看含有⼤量数据的计算的资料，更侧重于定性分析，同时，也由于⾃⼰也是初学者，实践经验⽐较少，若有错误，敬请各位指教。
★ UC3842/UC3843开关电源的理解（⼀）UC3842/UC3843开关电源是⾼频开关电源，与低频开关电源相对应。
⾼频开关电源是先把⼯频（50Hz）220VAC先转换为⼏⼗KHz，通过⾼频变压器隔离、降压，得到所需的直流电压。
⽽低频开关电源是直接将50Hz 220VAC通过低频变压器，转换为所需电压。
UC3842/UC3843是电流型PWM开关电源控制器。
先解释⼀下PWM，PWM（Pulse Width Modulation）为脉冲宽度调制，简称脉宽调制，是将模拟信号转换为脉波的⼀种技术，⼀般转换后脉波的周期固定，但脉波的占空⽐会依模拟信号的⼤⼩⽽改变。
PWM技术是⼀种对模拟信号电平的数字编码⽅法，通过使⽤⾼分辨率计数器（调制频率）调制⽅波的占空⽐，从⽽实现对⼀个模拟信号的电平进⾏编码。
其最⼤的优点是从处理器到被控对象之间的所有信号都是数字形式的，⽆需再进⾏数模转换过程；⽽且对噪声的抗⼲扰能⼒也⼤⼤增强（噪声只有在强到⾜以将逻辑值改变时，也可能对数字信号产⽣实质的影响），这也是PWM在通讯等信号传输⾏业得到⼤量应⽤的主要原因。
⽽在开关电源中，脉冲宽度调制（PWM）使⽤的是固定的开关频率（周期），可变的开关导通时间。
低频开关电源现在已经很少了。
低频开关电源就是使⽤⽐较笨重的低频变压器，进⾏降压，⽐如，通过低频变压器，直接把⼯频的220V降到⼯频24V，这就形成了⼀个简单的交流24V电源，如果需要直流24V，只需把⼯频24V经过整流、稳压、滤波，就得到了直流24V电源，也就是低频开关电源。
开关电源基础讲解
开关电源基础引言电源发展是趋于轻小。
而关键是既要小又要高效。
近几年的优秀半导体、磁材和无源器件，使得功率变换的选择余地越来越大。
线性和开关电压线性电源和开关电压都是把不稳定的输入变换成稳定的输出，但是却是完全不同的技术，它们各有优缺点。
线性电源只能是降压型的。
它们是用双极型晶体管或MOSFET的线性工作，保持输出电压的稳定。
半导体调整器件上的电压就是输入输出电压差，半导体损耗就是调整器件上的电压乘负载电流，即VI。
所以，变换效率只在35-65％。
例如，把12V输入变换成5V输出，odr输出电流100mA，输出功率只有500mW，而损耗是700mW，效率是42％。
所以，散热片的体积大成本高。
但是线性电源在输入电压变化范围小的小功率应用场合，也有它的优点，比如电路简单，没有开关电压的开关噪音。
开关电压的开关器件，只工作在截止和饱和导通状态，损耗低，效率可到65-95％。
开关电压即可降压也可升压。
但是，开关电压电路复杂，输出电压包含着开关噪音，必须虑除。
开关电源基础PWM开关电压有两种基本结构，即正激型和升压型。
正激型变换器正激变换器的输出LC滤波器给出DC输出电压。
输出电压为VV D?(1)ino降压变换器是最简单的正激型变换器，如图1所示。
1)变换器及其波形基本正激型(降压图1输入电压加到即开关导通和关断。
当开关导通时，它的工作可以分成两个不同的方式，滤波器的输入端。
假设变换器工作在稳态，滤波器输出端的电压就是输出电压。
电感电LC 流开始由开关周期开始时的初始值线性上升。
电感电流为VV?ii oin?t?initLon L(2)t?0?t on磁芯存储的能量传输到负载。
在这个时期里，电感磁芯里存储能量。
当功率开关关断时，而箝位。
电感D当功率开关关断时，电感输入端的电压被拉到地，被正向偏置的二极管传向负载。
电感电流由初始的峰值i而减小为磁芯储能通过续流二极管D pk Vii o t??Loffpk L(3)t?t?0off降压变换器可下一个开关周期开始。
开关电源的高性能电压型PWM比较器
栏目编辑文蕴蕴3电子产品世界引言随着科学技术的迅猛发展，电器设备日新月异，趋向小型化、低功耗、高效率，使开关电源需求日益增大，对电源的要求越来越高。
开关电源采用功率半导体器件作为开关，通过P W M 控制开关的占空比来调整输出电压。
根据定频控制方式分为电压型和电流型P WM 控制，由于电压型P W M 控制方式具有结构简单、易于实现等优点被广泛应用。
图1所示是电压控制型开关电源的原理图，其中虚框部分是控制芯片内部结构。
从图中可以看出，控制芯片有一个采用PW M 调制法的电压闭环反馈，将电压误差放大器放大后的直流信号与恒定频率的三角斜波进行比较。
根据脉宽度冲调制原理，得到需要的一定占空比脉冲宽度，推动开关功率管的开与关，经变压器耦合后得到恒定的输出电压。
控制芯片的核心电路是P W M 比较器，脉冲宽度调制信号就是由PW M 比较器产生。
芯片的控制速度、效率、功耗很大程度上都是由P W M 比较器决定。
文中设计并实现了一种新型高性能的开关电源电压型PW M 比较器，具有较低输入失调电压、转换速率快、较低功耗和波形更陡。
图2是电压型PW M 比较器工作波形，输入三角波接在比较器的反向输入端，误差放大器的输出信号送至比较器同相输入端，经放大后输出P W M 信号。
PW M 比较器电路设计设计的P W M 比较器电路原理图如图3所示。
集成电路对比较器的性能要求是从响应速度、输入失调电压、功耗和面积几个方面来考虑的。
电路中V C为控制信号，是比较器的同相输入端;V O S 为振荡器产生的锯齿波信号，是比较器的反相输入端；V b作为电路中的偏置信号，提供差分对管的偏置和有源负载；最后经过反相器输出脉冲宽度调制信号V 0。
图3中三个电容是为计算延迟时间画出的等效电容。
该电路用两个尺寸完全一致的具有低驱动电流能力的M O S 管作为差分输入管，它们分开关电源的高性能电压型PW M 比较器SW PS H i gh -Per f o r m anc e V ol t a ge-M od e PW M Com par a t or■朱志甫西南交通大学微电子研究所(成都610000)何永波成都理工大学(成都610000)摘要：本文设计并实现了一种开关电源的高性能电压型PW M 比较器，具有输入失调电压低、工作频率高、转换速率快和功耗低等优点。
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开关电源电压型与电流型控制方式比较
河北科技大学电气工程学院 张刚
开关电源主要有两部分组成：控制器和功率级。
功率级采用各种电力电子器件、电阻、电感、电容和变压器等实现期望电压输出。
控制器实现期望输入电压的控制，是电源系统精度和稳定性的核心。
其实质是控制PWM 的占空比实现期望输出，由于具体实现占空比调节的时反馈信号的取样方式不同，PWM 控制有电压型控制方式和电流型控制方式。
网上总有网友对开关电源电压型控制与电流型控制的提问，回答的方式也各式各样，本人发表一下对该概念的理解，希望对同行有所裨益。
一、电压型控制方式
电压型控制方式出现较早， 该控制方式以电源的输出电压为反馈信号，该反馈信号与给
定值的偏差经比较器放大后与锯齿波比较产生控制脉冲。
电压型控制方式的原理图如图1所示：
V V r
图1 电压型PWM 控制原理图
电压型控制将输出电压与V R 参考电压V ref 的偏差信号e 经PI 型误差放大器与振荡器产生
的锯齿波进行比较，产生PWM 控制脉冲，其控制系统框图如图2所示：
图2 电压型PWM 控制系统框图
PWM 的输出占空比正比于控制电压，也就决定了输出电压其输出波形如图3所示。
V V
Q
图3 电压型PWM 控制输出PWM 波形
电压型控制方式的优点是：
1)单闭环控制简化了系统的分析与设计； 2)高增益斜坡输入提高了系统的噪声抑制； 3)低阻抗输出提高了系统的互联能力； 电压型控制的缺点：
1)负载输出电压变化后才进行调节，滞后性较大； 2)输出加入滤波器，增加了系统的复杂性。
二、电流型控制方式
电流型控制方式提出于80年代早期，在电压型控制的基础上，对电感电流增加一个内环，形成电压反馈信号组成外环，电压外环的输出偏差作为电流内环的给定，与电流反馈信号比较产生控制脉冲，控制系统结构框图如图4所示：
图4 电流型PWM 控制系统框图
电流型控制方式的实现原理图如图5所示：
V V r 图5 电流型PWM 控制原理图
电流型控制有两个闭环通道，电压与V R参考电压V ref的偏差信号e经PI型误差放大器得以电压V e，该电压与开关管漏极输出电流进行比较，产生PWM控制脉冲，其输出波形如图6所示。
CLO CK
V e
V s
Q
图6 电流型PWM控制输出PWM波形
电流型控制的优点：
1)电流型控制提高了系统的响应速度；
2)电流型控制减小了电压的波动；
3)电流型控制具有更高的增益带宽；
4)电流型控制实现的逐脉冲限制。
电流型控制的缺点：
1)双环系统结构分析复杂；
2)占空比超过50%时容易不稳定。
三、控制方式的选择
1、电压输入范围宽，负载波动大时选电压型控制；
2、轻载、噪声严重时选电压型控制；
3、大电流、高电压时选电流型控制；
4、动态响应要求快时选电流型控制。
电压型控制的典型芯片如：TL494，TOP系统；
电流型控制的典型芯片如：UC3842。