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高频开关电源控制类型的详解

高频开关电源是使用现代电力电子技能,操控开关管注册和关断的时刻比率,保持安稳输出电压的一种电源,跟着电力电子技能的开展和立异,使得高频开关电源技能也在不断地立异。高频开关电源有两种操控类型,一种是电压操控型 (Voltage Mode Comml);另一种是电流操控型(Currem Mode Control)。二者有各自的优缺点,很难讲某种操控类型对一切应用都是最优化的,应根据实际情况加以挑选。下面我们就来看看高频开关电源操控类型有哪些。

电压操控型

电压操控是高频开关电源最常用的一种操控类型。以降压式开关稳压器(即Buck变换器)为例,电压操控型的基本原理及作业波形别离如图1 (a)、(b)所示。其特点是首先经过对输出电压进行取样(必要时还可添加取样电阻分压器),所得到的取样中压UQ就作为操控环路的输入信号。然后对取样电压和基准电压UREF进行比较,并将比较结果放大成差错电压Ur,再将Ur送至PWM比较器与锯齿波电压Uj进行比较,取得脉冲宽度与差错电压成正比的调制信号。图1 (a)中的振动器有两路输出,一路输出为时钟信号(方波或矩形波),另一路为锯齿波信号, CT为振动电容。T为高频变压器,VT为功率开关管。降压式输出电路由整流二极管VD1、续流二极管VD2、储能电感L和滤波电容Co组成。PWM锁存器的R为复位端,S为置位端。
高频开关电源控制类型的详解

图1 电压操控性的基本原理及作业波形

电压操控型具有以下长处:

(1)它归于闭环操控系统,且只有一个电压反应回路(即电压操控环),电路规划比较简单。

(2)在调制过程中作业安稳。

(3)输出阻抗低,可采用多路电源给同一个负载供电。

电压操控型的首要缺点如下:

(1)呼应速度较慢。虽然在电压操控型电路中使用了电流检测电阻Rs,但Rs并未接入操控环路。因而,当输入电压发生改动时,有必要等输出电压发生改动之后,才干对脉冲宽度进行调节。因为滤波电路存在滞后时刻,输出电压的改动要经过多个周期后才干表现出来。所以电压操控型的呼应时刻较长,使输出电压安稳性也受到影响。

(2)需别的规划过电流维护电路。

(3)操控回路的频率补偿较杂乱,闭环增益随输入电压而改动。

电流操控型

电流操控型是在电压操控环的基础上又添加了电流操控环,其基本原理及作业波形别离如图2 (a)、(b)所示。Us为电流检测电阻的压降,此刻PWM比较器变为电流检测比较器。电流操控型需经过检测电阻来检测电流,而且可逐一周期的限制电流,便于完成过电流维护。固定频率的时钟脉冲将RS锁存器置位,从Q端输出的驱动信号为髙电平,使功率开关管VT导通,髙频变压器一次侧的电流线性地增大。当电流检测电阻Rs上的压降到达并超越Ur时,电流检测比较器翻转,输出的高电平将锁存器复位,从Q端输出的驱动信号变为低电平,令幵关管关断,直到下一个时钟脉冲使RS锁存器置位。
高频开关电源控制类型的详解
图2 电流操控型的基本原理及作业波形

电流操控型具有以下长处:

(1)它归于双闭环操控系统,外环由电压反应电路构成,内环由电流反应电路组成,而且电流反应电路受电压反应电路的操控。与电压反应电路比较,电流反应电路的增益带宽(Gain Bandwidth)更大。

(2)对输入电压瞬态改动的呼应速度快,当输入电压发生改动时能敏捷调整输出 电压到达安稳值。这是因为输入电压的改动会导致一次侧电感电流发生改动,进而使Us改动,无须经过差错放大器,直接经过电流检测比较器就能改动输出脉冲的占空比。

(3)在电压操控环和电流操控环的一起操控下,可进步电压调整率目标。

(4)能简化差错放大器补偿网络的规划。

(5)只要电流脉冲到达设定的阈值, PWM比较器就动作,使功率开关管关断,保持输出电压安稳。

(6)自身带限电流维护电路,只需改动Rs值,即可准确设定极限电流值。

电流操控型的首要缺点如下:

(1)因为存在两个操控环路,给电路规划及剖析带来困难。

(2)当占空比超越50%时可能形成操控环路作业不安稳,需添加斜率补偿电路。

(3)对噪声的抑制才能较差,因一次侧电感作业在接连储能形式,开关电流信号的上升斜率较小,只要在电流信号上叠加较小的噪声,就简单导致PWM操控器误动作,需添加噪声抑制电路。

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