电流型变换器工作原理和斜坡补偿
电流型变换器斜率补偿_新南威尔士大学
新南威尔士大学 阿客东 译
确定斜率补偿 从数学公式上看，补偿斜率必须等于输出电感下降斜率的50%。关于这个论点可 以 看 文 章 “ Modelling, Analysis and Compensating of the Current Mode Controller,” (Unitrode publication U-97 and its references)。当占空比 大于50%时，开环工作电流就存在不稳定的问题。如果在开环上加一个斜率补偿 信号，则变换器可以在任何占空比情况下正常工作。从经验上说，75%的斜率补 偿是比较常用的。
新南威尔士大学 阿客东 译
图 4 简化电路图
这些计算适用于电流型变换器用一个类似斜率补偿电路图。 第一步：计算电感下降斜率 S(L) = di/dt = VSEC/ LSEC 第二步：计算对初级的反射下降斜率 S(L) ’= S(L)/N 第三步：计算测试下降斜率斜坡电压 V S(L)’= S(L)’ * Rsense 第四步：计算振荡器充电斜率 V S(OSC) = d (vosc) / Ton 第五步：产生斜坡电压等式 利用叠加原理，电路简化为图 5。
注：本文是U-111中斜率补偿的翻译（PRACTICAL CONSIDERATIONS IN CURRENT MODE POWER SUPPLIES）。译文的后半部非本人翻译（译者不详）。由于本人是 电源新手，因此许多地方翻译生硬。不足之处，希望各位同行能及时指出，以便 本人及时改正。
图 1 平均电流误差 恒定输出电流 为了获得一个恒定的平均电流，不受占空比的变化而改变，因此要求斜率补偿。 精确的减低电压误差将会更快的加快脉冲宽度。不考虑 TON 和 VIN，这个缩小了占 空比，产生了一个恒定的输出电流。这个斜率简单的补偿了从峰值电流到平均电 流。现在，输出电流 I1（对应 D1）和 I2（对应 D2）是相同的了。
斜坡补偿原理
斜坡补偿原理斜坡补偿原理是在现代工程和控制学中广泛应用的一种技术，它有助于为当前恒定的参数提供调节，以便易于操纵复杂的系统。
本文将对斜坡补偿原理的历史和原理进行深入的探讨，以便使读者对斜坡补偿原理有更深刻的了解。
斜坡补偿原理的概念可以追溯到1800年代末，由德国数学家、物理学家、工程师和科学家威廉格奈尔古夫特（Wilhelm Gneit）提出。
他是一位多领域的科学家，其研究范围包括数学、物理、天文、声学和机械工程。
他还研究了控制系统，并提出了斜坡补偿原理，以保持物理和机械系统的恒定性。
斜坡补偿原理的核心是，每个调节系统都需要输入的参数是一条曲线，而不是一个直线，以便可以实现恒定的参数。
这意味着，如果一个系统的参数越大，它就必须增加输入的数量，以维持系统的恒定性。
通过增加系统参数，斜坡补偿原理就可以解决这一问题，这就是它的原理。
斜坡补偿原理的主要应用是在工业控制和驱动技术领域。
它可以在两个级别上实现，即控制系统（如PID）和控制律（如模糊控制）。
此外，它还可以应用于机器学习、系统诊断和智能控制。
斜坡补偿原理的主要优点是可以实现有效的测试、诊断和调节，并且可以有效地避免现有系统的振荡，消除其中的噪声。
斜坡补偿原理对于当今可用技术而言，非常重要。
它可以帮助我们减少仪表系统中的噪声，并确保恒定的参数维持，从而协助更好地操作一个复杂的系统，同时减少该系统的成本。
斜坡补偿原理的重要性已经得到许多研究者的认可，并被广泛应用于工业控制和驱动技术领域。
斜坡补偿原理的发展将继续，它的应用也将逐渐得到扩展，它将被用于机器学习、智能控制和系统诊断等多个领域。
这将推动工业控制和驱动技术向更高水平演进，而广泛应用斜坡补偿原理将使我们受益良多。
总之，斜坡补偿原理是一个重要的技术，它为实现恒定参数提供了一种方法，可以更有效地调节复杂的系统，有助于工业控制和驱动技术的发展，还可以应用于机器学习、系统诊断和智能控制。
一种适用于高频电流模式转换器的斜坡补偿电路的设计与实现
电子元件及应用
２ 适 用 于 高 频 电流 模 式 转 换 器 的 斜 坡 补 偿
电路 的 实 现
本文 设计 的斜坡 电路 如 图３ 示 ，斜 坡 补偿 电 所
路包 括 电流 源，，电容 Ｃ ，电阻 ，开 关Ｖ Ｔ ， ２ ： Ｔ ，Ｖ 。
ＶＴ和反 相 器 ，这种 简 单 的结 构 没 有加 法 器 的 内 ４
可 以看到 ．一个 周 期后扰 动 电流变 为 ： Ａ １△ Ｉ ・ ＝
ｍ ｌ
整个 电路 工 作 原 理 如 下 ：逻辑 单元 产 生 一 个 充 放
电 的脉 冲来 控 制开 关Ｖ ， Ｔ 的开关 ，从 而控 制 电 容 的 充放 电 。当开关Ｖ Ｔ是关 闭 时 ，电流源， 电容Ｃ充 对
ｎ 周期 后 个
＝
【Ｊ
（ ２ ）
电。 此 时Ａ点 电压 线 性 增加 ，当Ａ 电压 超 过 点
当』小 于０５ ，此 时ｍ 大 于 ，所 以经 过 Ｄ ．时 个
电子 元件及应用
ｄ ｉ ０ ９ ９ ．ｓ ．５ ３ ４ ９ ． １ ．２０ ３ ｏ： ． ６ ／ｉ ｎ１ ６ － ７ ５２ ２０ ．１ １ ３ ｊｓ ０ ）
一
种适用于高频电流模式转换器 的 斜坡补偿 电路 的设计 与实现
罗 小勇 ，毕 长红 ，文 皓
（ 电子 科技 大 学 电子 薄膜 与 集成 器件 国 家重点 实验 室 ，四川 成都 ６ ０ ５ ） １０ ４
１ 斜 坡 补 偿
１１ 斜 坡补偿 的 必要 性 ．
峰值 电流 模 式 Ｐ ＷＭ开关 电 源 工 作 在Ｃ Ｍ模 式 Ｃ
下 且 占空 比 （ ）大 于 ０５ ，系 统 存 在 稳 定 性 问 Ｄ ．时
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。
buck电流模式 斜坡补偿 电路
buck电流模式斜坡补偿电路下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!了解Buck电流模式斜坡补偿电路在电源电路设计中，Buck转换器是一种常见的降压型电路，用于将输入电压降低到所需的输出电压。
电流型变换器工作原理和斜坡补偿
电流型变换器工作原理和斜坡补偿电流型变换器工作原理和斜坡补偿1引言由于电流型控制较电压型控制方法有许多优点，所以得到了广泛使用，这已是不争的事实。
但在恒频峰值电流检测控制方法中还存在如下问题：——占空比大于50％时系统的开环不稳定性；——由于峰值电流而非平均电感电流的原因而产生的系统开环不稳定性；——次谐波振荡；——抗干扰能力差，特别当电感中的纹波电流成分很小时，这种情况更为严重。
采用图1所示的在电流波形上加斜坡补偿的方法，可使电流型控制法在占空比大于50％的情况下，使系统稳定工作。
实际上，只要电流型变换器采用了斜坡补偿，它的性能能得到很大的改善。
2峰值电流型控制存在的问题下面主要讨论峰值电流型控制存在的问题及利用斜坡补偿克服所存在问题的方法，并给出斜坡补偿的实施方案。
2.1开环不稳定性在不考虑外环电压环的情况下，当恒频电流型变换器的占空比大于50％时，就存在内环电流环工作不稳定的问题。
然而有些变换器（如双管正激变换器）它本身工作的脉冲占空比就不能大于50％，因此不存在问题。
而有些变换器的脉冲占空比不大于50％时，它的输入将会受到许多限制，如果在内环加一个斜坡补偿信号，则变换器可以在任何脉冲占空比情况下正常工作。
下面介绍斜坡补偿工作原理。
图2表示了由误差电压Ve控制的电流型变换器的波形，通过一个拢动电流△I加至电感电流IL，当占空比<0.5时，从图2(a)所示可以看出这个拢动ΔI将随时间的变化而减小；但当占空比>0.5时，这个拢动将随时间增加而增加，。
这可用数学表达式表示：ΔI1=－ΔI0(m2/m1)(1)进一步可引入斜率为－m的斜坡信号，。
这个斜坡电压既可加至电流波形上，也可以从误差电压中减去。
有下列方程式成立：ΔI1=－ΔI0（m2＋m)/(m1＋m）（2）图1采用斜坡补偿的BUCK电流型控制图2电流型变换器的开环不稳定性(a)D<0.5(b)D>0.5(c)D>0.5并加斜坡补偿图3没有斜坡补偿的峰值电流检测与占空比关系图图4斜坡补偿m=－(1/2)m2时的平均电感电流将和占空比D、输入电压无关在100％占空比下求解这个方程有：m>(－1/2)/m2（3）为了保证电流环路稳定工作，应使斜坡补偿信号的斜率大于电流波形下降斜率m2的1/2。
电流控制技术和斜坡补偿
三、斜坡补偿的引入
斜坡补偿原理： 鉴于以下原因, 峰值电流控制必须考虑采用斜坡补偿。 1 电路的稳定性 图 2、图 3 分别是占空比大于 50% 和小于 50%的尖峰电流控制的电感电流波形图。其中 Ve 是电压放大器输出的电流设定值,?Io 是扰动电流, ｍ1、ｍ2 分别是电感电流的上升沿及下
降沿斜率。 由图可知, 当占空比小于 50%时扰动电流引起的电流误差 ? I 1 变小了, 而占空比大于 50%时扰动电流引起的电流误差 ? I 1 变大了。所以尖峰电流模式控制在占空比大于 50%时, 经 过一个周期会将扰动信号扩大, 从而造成工作不稳定, 这时需给ＰＷＭ比较器加坡度补偿以稳 定电路, 如图 4 所示。加了坡度补偿, 即使占空比小于 50%,电路性能也能得到改善。
固定补偿网络， 很多时候会发生过补偿或欠补偿， 降低了电路的性能并导致波形畸变， 因此， Boost 电路通常不采用峰值电流控制而是采用平均电流控制的模式，来避免斜坡补偿。 2.减小尖峰值/平均值误差 电流模式控制的实质是使平均电感电流跟随误差电压 V e 设定的值, 即可用一个恒流源来 代替电感, 使整个系统由二阶降为一阶。但如图 6 所示, 尖峰电流控制模式中随着占空比Ｄ1、 Ｄ2 的不同, 电感电流的平均值 I1、 I2 亦不同。 如图 7 示, 可以通过斜坡补偿来获得不同占空比 下一致的电感电流。
图 1 双环电流型控制器原理图
从图 1 可以看出, 电流型控制器有两个控制闭合环路:一个是输出电压反馈误差放大器Ａ, 用于 与基准电压比较后产生误差电压;另一个是变压器初级(电感)中电流在 Rs 上产生的电压与误 差电压进行比较, 产生调制脉冲的脉宽, 使得误差信号对峰值电感电流起着实际控制作用。系 统工作过程如下 :假定输入电压下降, 整流后的直流电压下降, 经电感延迟使输出电压下降, 经 误差放大器延迟 Vca 上升, 占空比变化, 从而维持输出电压不变, 在电流环中电感的峰值电流也 随输入电压下降, 电感电流的斜率 di/dt 下降, 导致斜坡电压推迟到达 Vca, 使 PWM 占空比加大, 起到调整输出电压的作用。 由于既对电压又对电流起控制作用, 所以控制效果较好在实际中得 到广泛应用。 特点： a) 由于输入电压 Vi 的变化立即反映为电感电流的变化, 不经过误差放大器就能在比较器中改 变输出脉冲宽度(电流控制环),因而使得系统的电压调整率非常好, 可达到 0.01%V, 能够与线性 移压器相比。 b)由于双环控制系统内在的快速响应和高稳定性, 反馈回路的增益较高, 不会造成稳定性与增 益的矛盾, 使输出电压有很高的精度。 ｃ)由于 Rs 上感应出峰值电感电流, 只要 Rs 上电平达到 1V,PWM 控制器就立即关闭, 形成逐个 脉冲限流电路, 使得在任何输入电压和负载瞬态变化时, 功率开关管的峰值电流被控制在一定 范围内, 在过载和短路时对主开关管起到有效保护。 d)误差放大器用于控制, 由于负载变化造成的输出电压变化, 使得当负载减小时电压升高的幅 度大大减小, 明显改善了负载调整率。 e) 由于系统的内环是一个良好的受控电流放大器, 所以把电流取样信号转变成的电压信号和 一个公共电压误差放大器的输出信号相比较, 就可以实现并联均流, 因而系统并联较易实现。
uc3846斜坡补偿原理
uc3846斜坡补偿原理一、啥是UC3846呀。
UC3846是一种在电源电路里经常能看到的芯片哦。
它就像一个小管家一样，在很多电子设备的电源部分默默地发挥着重要的作用呢。
这个芯片有好多厉害的功能，其中斜坡补偿原理就是它很重要的一部分。
想象一下，如果把电源电路看作是一个小王国，UC3846就是这个王国里的智慧大臣，斜坡补偿原理就是大臣的一个锦囊妙计啦。
二、斜坡补偿的必要性。
三、斜坡补偿原理的简单解释。
那这个斜坡补偿到底是怎么工作的呢？其实呀，它就是给电路里的一些信号做一些巧妙的调整。
比如说，它会给电感电流的斜坡信号加上一个补偿斜坡。
这就好比是给一个正在爬坡的小蚂蚁加了一点助力，让它能更顺利地往上爬。
这个补偿斜坡的加入，改变了电路里原本信号的关系。
原本可能因为某些信号变化太快或者太慢而导致电路不稳定，现在有了这个补偿斜坡，就像是给这些信号之间重新建立了一种和谐的关系。
四、在实际电路中的体现。
在实际的电路当中呢，UC3846通过它内部的一些电路结构来实现斜坡补偿。
它会对输入的一些信号进行检测和分析，然后根据自己的小算法算出应该给多少斜坡补偿。
这个过程就像是一个小厨师在做菜，它要根据食材（输入信号）的情况，然后按照自己的独家秘方（内部算法），加入合适的调料（斜坡补偿）。
这样做出来的“菜”（稳定的电源输出）才会又美味（符合要求）又安全（稳定可靠）。
而且呀，不同的电路环境可能需要不同程度的斜坡补偿，就像不同的人喜欢不同口味的菜一样。
UC3846能够根据实际情况灵活调整，真的是非常聪明呢。
五、斜坡补偿的好处。
斜坡补偿给我们带来了好多好处哦。
最明显的就是它让电源电路变得超级稳定。
这对于那些对电源稳定性要求很高的设备来说，简直就是救星啊。
比如说我们的电脑，如果电源不稳定，电脑可能就会突然死机或者出现一些奇怪的问题。
有了斜坡补偿，电脑就能开开心心地工作啦。
而且呀，它还能提高电源的效率呢。
就像是给一个工人安排了一个更合理的工作流程，让他能够更快更好地完成工作，这样整体的效率就提高了。
电流型PWM控制斜波补偿原理与系统的稳定
斜波补偿原理与系统的稳定电流型PWM控制系统的电流斜率补偿对于理想的系统，分析比较容易，但实际上，电解电容的ESR和开关管的最小死区，都会影响系统的稳定性。
电流内环的控制过程及电流斜坡如图1所示。
图中，m1为开关管导通期间电感电流iL上升率的等效折算值，m2为开关管关断期间电感电流iL下降率的等效折算值，他们又下式给出：m1=Vs/Tm2=VoR/LMN (1.1)图1所画的是稳定工作的情况下，当负载或输入电压变化时都会造成电流的变化。
当产生扰动时，系统能否稳定工作取决于其对扰动的相应是否收敛的。
电流型控制系统的收敛分两种情况，即δ<0.5和δ>0.5。
在这两种情况下，系统接受扰动时的稳定性表现是不一样的，见图2。
图2.a，当δ<0.5时，如果有一个扰动Δi，经过一个周期后产生的电感电流变化量为ΔiL<Δi,这一点可以用解析几何的方法来进行证明，所以系统是收敛的，也就是稳定的.图2.b,当时δ>0.5，扰动Δi，经过一个周期后产生的电感电流变化量为ΔiL>Δi,很显然，这是系统是发散的，也就是不稳定的，并且δ越大，系统也就越不稳定。
为了解决δ>0.5时系统不稳定的问题，我们可以对电感电流Δi上升的斜率进行补偿，也就是加大等效的m1,实际上也就是人为地减小占空比δ，使其等效成δ<0.5时的稳定的情况。
增加Δi也就是增加Vs(最大Ton对应的电压值)，实际上和减小Vc是等效的。
所以在分析补偿作用的时，我们来看减小Vc的情况。
但是在实际应用过程中，增加Vs和减小Vc都是可以的，有时增加Vs反而比减小Vc更方便。
减小Vc进行补偿的情况见图3所示。
图中，-m为减小Vc的斜率。
用解析几何的方法可以求出：ΔiL=-Δi(m+m2)/(m+m1) (1.2)由于δ越大，系统越不稳定，需要补偿的幅度也就越大，所以我们要考虑δ≈1时的情况。
当m1≈0时,即稳态时的iL≈TL,基本不变。
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）。
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。
Buck型DCDC转换器二次斜坡补偿电路设计
Buck型DCDC转换器二次斜坡补偿电路设计摘要提出了一种应用于电流型DC/DC转化器的二次斜坡补偿电路的设计，该方法使补偿的斜率随着占空比动态变化，不仅提高了芯片的带载能力以及消除了占空比>50%时出现的开环不稳定和亚谐波振荡和对噪声敏感等缺点。
同时也避免了系统的过补偿和带载能力降低的问题。
电路基于TSMC的0.35μm BCD工艺设计，经Cadence 仿真验证，达到设计目标。
由于DC/DC变换器中电流模控制较电压模控制方法有许多优点，所以得到了广泛应用，但恒定频率下的峰值电流存在问题：(1)当占空比D>50%时，系统的开环不稳定。
(2)由于采样的是峰值电感电流而非平均电流的原因而产生系统开环不稳定。
(3)次斜坡振荡。
(4)抗干扰能力差，当电感中的纹波电流成分很小时，这种情况更严重。
但是采用在电流波形上叠加斜坡补偿方法，可以在占空比D>50%情况下使系统稳定，同时也使性能得到大幅改善。
1 产生亚谐波振荡的原因如图1所示，IC是与电感电流相比较的误差信号，当系统稳定时，其大小可以认为是固定不变的;m1是功率上管导通时，电感电流上升的斜率，-m2是上管关断下管导通时电感电流下降低斜率。
实线三角波形为未加扰动时电感电流，虚线波形为初始时刻存在△I0扰动量后电感电流的变化。
通过几何知识计算可知，由初始时刻扰动量△I0的下个周期初始电流扰动量△I1为当占空比D<50%时，电感电流扰动量△In会逐渐趋于0，系统稳定。
当占空比D>50%时，电感电流扰动量△In会逐渐放大，此时会导致电感电流峰峰值逐渐增大，出现亚谐波振荡现象，使系统无法正常稳定工作。
2 斜坡补偿的基本原理为使系统在占空比>50%时也能稳定工作，引入了斜率为-m的斜坡补偿信号。
斜坡补偿技术有两种，一种是在误差信号IC上叠加一斜坡补偿信号，另一种方法是在采样的电感电流上斜坡叠加补偿信号，这两种方式的原理相同。
斜坡补偿电路原理
斜坡补偿电路原理你看啊，在电源电路里呢，有个叫电流模式控制的方法。
这就像是一个小管家，要管着电路里电流的事儿。
可是呢，这个小管家有时候也会遇到麻烦。
比如说，当占空比（这就像是电流工作的时间比例啦）变得比较大的时候，电路就会开始捣乱，它会出现一种不稳定的情况，就像小朋友闹脾气一样。
那怎么办呢？这时候斜坡补偿电路就闪亮登场啦。
斜坡补偿电路就像是一个超级英雄，来拯救这个不稳定的局面。
想象一下，电路里的电流或者电压信号就像一座座小山包。
正常情况下呢，这些小山包按照一定的规律排列着，电路就稳稳当当的。
但是当占空比变大的时候，这些小山包就开始变得歪歪扭扭，电路就跟着不稳定啦。
斜坡补偿电路呢，它会给这些小山包添加一些特殊的“泥土”，让小山包重新变得规规矩矩的。
具体来说哦，斜坡补偿电路会产生一个斜坡信号。
这个斜坡信号就像是一把神奇的小铲子，把那些不整齐的小山包重新塑形。
这个斜坡信号会和原来电路里的信号混合在一起。
比如说，原来的信号是往上冲得太猛了，斜坡信号就像一个温柔的力量，拉着它，让它慢慢上升，而不是一下子就冲到天上去。
你可以把原来的电路信号想象成一个调皮的小猴子，总是上蹿下跳的。
斜坡补偿电路产生的信号呢，就像是小猴子的妈妈，牵着它，让它稳稳地走路。
这样一来，电路就不会因为电流或者电压信号的乱跳而不稳定啦。
再从数学的角度看一丢丢哈。
在没有斜坡补偿的时候，电路的一些计算就像是在走钢丝，很容易出错。
一旦加上了斜坡补偿，就像是给走钢丝的人加上了安全绳。
它改变了电路的一些数学关系，让那些原本可能会导致电路混乱的计算变得合理起来。
而且哦，斜坡补偿电路的这个斜坡信号可不是随便乱加的。
它的斜率是经过精心设计的。
就像裁缝做衣服，每一针每一线都得恰到好处。
如果斜率太大了，就像给小猴子的妈妈太大的力气，会把小猴子拉得太狠，电路又会出现新的问题。
要是斜率太小呢，就像妈妈根本拉不住小猴子，电路还是不稳定。
在实际的电路中，斜坡补偿电路的实现方式也是多种多样的。
电流型控制模式的斜坡补偿
电流型控制模式的斜坡补偿杨仕伟【摘要】在传统的电压形式的调控之下， PWM控制器又新添了一个电流反馈环路，该种控制器是由电流模式控制的，添加了新的东西以后动能性明显有了很大的提高，这种模式，已经成为PWM 控制器的首先款式。
【期刊名称】《电子制作》【年(卷),期】2014(000)022【总页数】1页(P1-1)【关键词】电流模式控制;PWM控制器;电流反馈环路【作者】杨仕伟【作者单位】贵州师范学院 550025【正文语种】中文电流模式控制；PWM控制器；电流反馈环路在电压调控下的开关电源控制体系不但有一个单一的控制环路，同时又有个Q值的共同控制点，在开环倍率特征的线条上表现为一个振峰比较大的数值，使体系的震动频率大增。
为了将这种震动对整个体系产生不良的影响，通过电压控制仪器设备，利用PI或PID对整体体系进行震动频率的调整，而这种调控措施降低了整个体系低频段的震动损坏，使整个体系的反应速度降低，影响了震动的特性。
电流模式的调控系统，对电流正常使用产生不利的影响，对整个体系的开环效率产生好的影响，使其变得比较容易调整。
一般情况下，采用电流调控方式后，电压环的电流传递速率将会发生巨大变化，其频率特征线条也会受到谐振峰的影响，所以对电压环进行恰当的调整将变得十分容易，可以提高电流的运转效率，使得整个电流运转体系的动态性加强，为其提供一个更加稳定的运转环境，不过电流模式的调控也具有明显的不足之处，正如下面提到的：（1）所占用的空间面积超过一半还多的时候，整个体系就会出现不稳定的问题，特别容易引起次谐波振荡的出现。
此外，在选择电路拓扑结构的过程中还会受到不同程度的限制，在升压型电路和降压—升压型电路中，因为距离电流输出端的距离过远，所以在峰值电流与平均电流之间从在这很大的不足之处。
（2）对杂音很敏感，而且对这些声音的抵抗能力比较弱小。
由于电感处于连续储能电流之中，所以电流在经过斜坡的过程中其输送效率也会明显地降低，电流信号中一旦产生一些杂音就会对整个控制系统产生不良的影响，在关闭的时候将会对共振谐波产生很大的影响，使系统进入次谐波振荡。
峰值电流控制模式DC-DC BUCK 变换器的斜坡补偿研究
收稿日期：2019-03-24 作者简介：高鹏飞（1993-），男，陕西西安人，研究生，主要 研究方向为电力电子。
由图 1 可知，输出电压 Vo 经过采样电路后与误差 比较器中设定的参考电压 Vref 进行比较，比较后得到的 信号经过补偿网络得到控制信号 Vcp，Vcp 再和采样得到 流过功率开关管的信号 Vrs 一起送至 PWM 比较器，从 而产生使开关管 Q1 导通的驱动信号。
周期结束后，扰动量变为 α2δin ＞ 0。由此可知：
δinT=(-α)nδin
（3）
其中，α
=
D D′，δinT
是第
n
个周期的扰动量。
随着 n 的增加，如果扰动量最终下降为零，则系
统稳定，即当 D ＞ 0.5 时，α ＞ 1，系统不稳定；当 D
＜ 0.5 时，α ＜ 1，系统稳定。
扰动量的变化频率为开关频率的一半，这就是次
δ in+1 = αδ in ,α＞0, 且 α ＞1 δ in = −δ in+1, δ in+1 ＞ δ in
（2）
由式（2）可知，当占空比 D ＞ 0.5 时，如果以第
n 个周期为起点，给电感电流施加一个微扰动量 δin，
且 δin ＞ 0，则在该周期结束后，扰动被放大为 αδin；
在第（n+1）个周期开始时，扰动量为 δin+1=αδin，这个
Key words：peak current；subharmonic oscillation；slope compensation
0 引 言
DC-DC 功率变换器具有高效率、高功率密度及高 可靠性等优势，被广泛应用于各领域 [1]。DC-DC 变换 器的诸多控制方式中，最常用的控制方式有两种：电 压控制和电流控制。其中，电流控制又分为平均电流 控制、峰值电流控制及滞环电流控制。峰值电流控制 具有改善开关调节系统瞬态特性、限制功率管最大电 流值、改善开关调节系统稳定性、补偿电路简单及增 益带宽大等优点 [2]。但由于电路引入了功率开关管等 非线性的器件和反馈控制环节，影响了变换器的稳定 性能，本文将以人工斜坡补偿的方法来实现系统的稳 定性控制 [3]。
电流控制技术和斜坡补偿
电流控制技术和斜坡补偿一、电流型控制原理及特点原理：电流型脉宽调制(PWM)控制器是在普通电压反馈PWM 控制环内部增加了电流反馈的控制环节,因而除了包含电压型PWM 控制器的功能外,还能检测开关电流或电感电流,实现电压电流的双环控制。
控制原理框图如下图（图1）所示。
图 1 双环电流型控制器原理图从图 1 可以看出,电流型控制器有两个控制闭合环路:一个是输出电压反馈误差放大器Ａ,用于与基准电压比较后产生误差电压;另一个是变压器初级(电感)中电流在Rs 上产生的电压与误差电压进行比较,产生调制脉冲的脉宽,使得误差信号对峰值电感电流起着实际控制作用。
系统工作过程如下:假定输入电压下降,整流后的直流电压下降,经电感延迟使输出电压下降,经误差放大器延迟Vca 上升,占空比变化,从而维持输出电压不变,在电流环中电感的峰值电流也随输入电压下降,电感电流的斜率di/dt 下降,导致斜坡电压推迟到达Vca,使PWM 占空比加大,起到调整输出电压的作用。
由于既对电压又对电流起控制作用,所以控制效果较好在实际中得到广泛应用。
特点：a)由于输入电压Vi 的变化立即反映为电感电流的变化,不经过误差放大器就能在比较器中改变输出脉冲宽度(电流控制环),因而使得系统的电压调整率非常好,可达到0.01%V, 能够与线性移压器相比。
b)由于双环控制系统内在的快速响应和高稳定性,反馈回路的增益较高,不会造成稳定性与增益的矛盾,使输出电压有很高的精度。
ｃ)由于Rs 上感应出峰值电感电流,只要Rs 上电平达到1V,PWM 控制器就立即关闭,形成逐个脉冲限流电路,使得在任何输入电压和负载瞬态变化时,功率开关管的峰值电流被控制在一定范围内,在过载和短路时对主开关管起到有效保护。
d)误差放大器用于控制,由于负载变化造成的输出电压变化,使得当负载减小时电压升高的幅度大大减小,明显改善了负载调整率。
e)由于系统的内环是一个良好的受控电流放大器,所以把电流取样信号转变成的电压信号和一个公共电压误差放大器的输出信号相比较,就可以实现并联均流,因而系统并联较易实现。
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摘要：本文通过分析固定频率、峰值电流模式升压DC-DC变换器中斜坡补偿的基本原理，提出了一种简单实用的斜坡补偿电路。
该电路利用恒定电流充放电型振荡器产生的斜坡电压信号，通过一个V-I电路转换成可作为斜率补偿用的斜坡电流信号。
关键词：峰值电流模式；振荡器；斜坡补偿引言开关电源按控制模式可以分为电压模式和电流模式两大类。
相比电压模式而言，电流模式因动态响应快、补偿电路简单、增益带宽大、易于并行输出等优点而获得广泛应用。
但是，在峰值电流模式中存在如下问题：占空比大于50%时系统的开环不稳定；由于峰值电流而非平均电感电流而产生的系统开环不稳定性；次谐波振荡；抗干扰能力差，特别是当电感中的纹波电流成分很小时，这种情况更为严重。
解决上述问题的办法很简单，就是增加一个斜坡补偿电路。
本文介绍了固定频率、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i_sense是对功率开关管的电流采样，相当于对ton时间内电感电流的采样。
将采样电流i_sense转换成电压信号Vi，再输入到PWM比较器，与误差放大器的输出Vea比较，从而控制功率开关管的导通与关断，实现稳定输出电压的功能。
显然，误差放大器的输出Vea确定了电感电流的峰值，这里假设这个电流为Iref。
首先考虑无斜坡补偿的情况。
从t=nT到t=(n+1)T的一个周期内(T为开关周期)，电感电流线性上升到Iref，然后开始下降。
设t=nT 时的电感电流为in，t=(n+1)T时电感电流为in+1，输出电压为v，占空比为D。
若考虑稳态情况下电流in存在的微小扰动，由升压公式v/Vin=1/(1-D)，并且忽略公式(2)中后两项in的高阶项，则有：设l=-D/(1-D)，则为使系统稳定，l必须满足-1<L<1，即D<0.5。
现在考虑叠加一个斜率为mc的斜坡补偿电流信号到电感电流上的情况，这里mc>0。
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。
电流控制技术和斜坡补偿
图 8 次谐波振荡时的电感电流波形
4.振铃电感电流 每个周期的电感电流误差关系如下：
m + m2 ∆I n = − ∆I n−1 m + m1
由此可以绘出每个周期等效电感电流的瞬时值、电感电流误差和周期Ｔ的关系曲线如图 9 所 示。由图 9 可以看出, 电感电流是一个按二分之一开关频率衰减的正弦波, 类似于一个ＲＬＣ 响应电路。这种电流有两个不利之处: ① 电感电流对电源或负载的瞬态变化产生振铃响应; ② 在开关频率附近控制环路增益达到最高, 从而产生不稳定趋向。 通过斜坡补偿可以抑制这种振铃电感电流, 例如当补偿坡度为电感电流下降沿的斜率时 (即ｍ=-ｍ2), 振铃电流在一个周期内就完全得到了抑制。
图 6 尖峰电流控制模式中不带斜坡补偿的平均电流和尖峰电流波形图
另外图 7 所示的电感电流平均值和峰值间也存在差值, 在ＢＵＣＫ电路中由于电感电流 的纹波相对电感电流的平均值很小, 并且存在电压外环的校正作用, 所以峰值和平均值的这种 误差可以忽略;在ＢＯＯＳＴ电路中, 峰值要跟随输入电网的正弦波, 所以和平均值间的误差很 大。这种误差最大, 需要一个大电感来使电感电流的纹波变小, 减小抗干扰能力。这也是在Ｂ ＯＯＳＴ中采用平均值电流模式的原因。
图 7 尖峰电流控制模式中带斜坡补偿的平均电流和尖峰电流波形图
3.抑制次谐波振荡 内部电流环的增益尖峰是电流模式控制的一个重要问题。这种增益尖峰发生在二分之一开关 频率处, 使相移超出范围, 导致不稳定, 并使电压环进入次谐波振荡。这时在连续固定的驱动脉 冲下, 输出占空比却在变化, 如图 8 所示。采用斜坡被偿也能很好地抑制次谐波振荡。
图 10 斜坡补偿电路
图 11 简化的斜坡补偿电路
斜坡补偿设计步骤：
斜坡补偿原理
斜坡补偿原理斜坡补偿原理是一种应用于矢量控制器的高级控制技术，它可以提高控制器的精确性和响应速度。
相比于传统的伺服控制，斜坡补偿原理可以使矢量控制的运行更加稳健、精确，并且可以提高系统的转矩和加速度性能。
斜坡补偿原理是一种可以改善矢量控制器性能的有效技术。
斜坡补偿原理根据变频器输出频率和电机转矩反馈的参数，以补偿电机实际运行状态中的不稳定现象，从而提高电机运转精度。
斜坡补偿原理一般应用于高精度控制系统中，如同步电机、换流器控制等。
斜坡补偿原理的基本原理是使变频器的输出对转矩的反应更加迅速，以更好地补偿电机负载的变化。
斜坡补偿原理通过连续监测变频器输出频率与电机转矩反馈的参数，当出现不稳定现象时，通过增加变频器的输出值来使负载加大，以形成一个斜坡模式。
这种模式可以有效地改善电机的转矩和加速度性能，使电机的性能达到最佳。
斜坡补偿原理的典型应用是调节电机转速和方向，以及调节矢量控制系统的电流比例和频率。
斜坡补偿原理可以有效改善电机的运转性能，减少电流抖动现象。
同时，斜坡补偿原理可以降低电机的工作温度，改善电机的寿命和可靠性。
斜坡补偿原理是现在矢量控制器中应用比较广泛的一种技术，它可以有效改善控制器的精确性、响应速度和电机的转矩和加速度性能，为用户提供更加优质的产品。
斜坡补偿原理的实施需要充分的理论研究和实验来证明它的作用，因此，研究和熟练应用斜坡补偿原理是控制工程师必备的技能之一。
总之，斜坡补偿原理是一种可以改善矢量控制器性能的有效技术，它可以使矢量控制的运行更加稳健、精确，并且可以提高系统的转矩和加速度性能，为用户提供更加优质的产品，因此，研究和熟练应用斜坡补偿原理是控制工程师必备的技能之一。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图5UC1846采用不同斜坡补偿方法的电路原理图
（a）斜坡补偿信号和电流检测信号相加
（b）斜坡补偿信号直接和误差信号相加
——开关频率固定(这种情况下R1/R2固定)，并且误差放大器增益固定；
——计算所需斜坡补偿量时要把电压误差放大器,电流误差放大器的增益都考虑进去。在任何一种情况下TRS(VO/L)（4）
从而保证变换器的占空比大于50％时变换器能稳定工作。
2.2次谐波振荡
对电流型控制而言,内环电流环峰值增益是个很重要的问题，这个峰值增益在开环频率一半的地方，由于调制器的相移可能在电压反馈环开关频率一半的地方产生振荡,这种不稳定性叫做次谐波振荡。
3峰值电流检测与平均电流检测
5UC1846的斜坡补偿
UC1846是一种采用斜坡补偿的电流型集成控制芯片，它具有恒频PWM电流型控制所需的控制电路和相关电路。图5（a）和图5（b）表示采用UC1846实施斜坡补偿的两种电路原理图。在第4脚的电流检测信号和斜坡补偿信号直接相加很容易实现，但这又在电流检测电路中引入了误差。另一种方法就是把这个斜坡补偿加至误差放大器的反相输入端,采用这种方法的前提条件是:
2峰值电流型控制存在的问题
下面主要讨论峰值电流型控制存在的问题及利用斜坡补偿克服所存在问题的方法，并给出斜坡补偿的实施方案。
2.1开环不稳定性
在不考虑外环电压环的情况下，当恒频电流型变换器的占空比大于50％时，就存在内环电流环工作不稳定的问题。然而有些变换器（如双管正激变换器）它本身工作的脉冲占空比就不能大于50％，因此不存在问题。而有些变换器的脉冲占空比不大于50％时，它的输入将会受到许多限制，如果在内环加一个斜坡补偿信号，则变换器可以在任何脉冲占空比情况下正常工作。下面介绍斜坡补偿工作原理。
4小纹波电流
从性能的角度总希望纹波电流要小，首先它可以使输出滤波电容的容量减小，并在轻载时的电流连续工作模式下输出纹波小。虽然对电流检测电路的小斜坡补偿量，在许多情况下可以得到小的纹波电流，但将由于随机和同步噪声信号的引入而致使脉冲宽度摆动。并且斜坡补偿加到电流波形上将会产生一个更稳定的开关点，为达到这个目的，相对于电感电流这个补偿量m应大于m2，并且这对次谐波稳定是有必要的。但任何斜坡补偿大于m=－(1/2)m2将使变换器的特性偏离理想电流型变换器而更像一个电压型变换器。
图2表示了由误差电压Ve控制的电流型变换器的波形，通过一个拢动电流△I加至电感电流IL，当占空比<0.5时，从图2(a)所示可以看出这个拢动ΔI将随时间的变化而减小；但当占空比>0.5时，这个拢动将随时间增加而增加，。这可用数学表达式表示：
ΔI1=－ΔI0(m2/m1)(1)
——次谐波振荡；
——抗干扰能力差，特别当电感中的纹波电流成分很小时，这种情况更为严重。
采用图1所示的在电流波形上加斜坡补偿的方法，可使电流型控制法在占空比大于50％的情况下，使系统稳定工作。实际上，只要电流型变换器采用了斜坡补偿，它的性能能得到很大的改善。
电流型变换器工作原理和斜坡补偿
1引言
由于电流型控制较电压型控制方法有许多优点，所以得到了广泛使用，这已是不争的事实。但在恒频峰值电流检测控制方法中还存在如下问题：
——占空比大于50％时系统的开环不稳定性；
——由于峰值电流而非平均电感电流的原因而产生的系统开环不稳定性；
在电流型变换器中由平均电感电流产生一个误差电压,这个平均电感电流可用一个电流源来代替,并可以降低系统的一个阶次。然而,峰值电流检测方法常使电感的平均电流随占空比而变，致使输入一输出(正向特性)不理想。如选用图4所示m=－(1/2)m2的斜坡补偿率，可以把峰值电流检测转变为平均电流检测，而得到很好的电流型控制效果。但需注意m=－(1/2)m2，占空比接近1时的次谐波振荡现象。
图3没有斜坡补偿的峰值电流检测与占空比关系图
图4斜坡补偿m=－(1/2)m2时的平均电感电流将和占空
比D、输入电压无关
在100％占空比下求解这个方程有：
m>(－1/2)/m2（3）
为了保证电流环路稳定工作，应使斜坡补偿信号的斜率大于电流波形下降斜率m2的1/2。对图1所示的Buck型变换器，m2等于(VO/L)RS。所以补偿波形的幅度A应按下式计算：
6结论
本文主要讨论了电流型变换器的斜坡补偿原理及实现方法、电路。由于双环电流型变换器性能好，输出性能可以和线性稳压器相比，并可用于系统并联均流，所以得到了广泛应用。本文对如何正确实现斜坡补偿有一定实际意义。
进一步可引入斜率为－m的斜坡信号，。这个斜坡电压既可加至电流波形上，也可以从误差电压中减去。有下列方程式成立：
ΔI1=－ΔI0（m2＋m)/(m1＋m）（2）
图1采用斜坡补偿的BUCK电流型控制
图2电流型变换器的开环不稳定性
(a)D<0.5(b)D>0.5(c)D>0.5并加斜坡补偿