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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

作者:时间:2012-04-26来源:网络收藏

摘要:PWM DC/DC中,为了防止出现次谐波振荡,需要引入,而传统的通常在加法器处会引入附加的内部反馈环路,这会极大地限制系统带宽。文中提出了一种简单的结构来峰值下的。这样可以减小斜坡补偿中加法器对系统带宽的限制,从而可以提高系统稳定性,使有更高的开关频率。仿真结果表明,这种方法能电压信号准确地相加。
关键词:峰值;斜坡补偿;加法器

PWM型DC/DC具有瞬态响应好,输出噪声小,对外同干扰小等优点,成为DC/DC的主流。但是,峰值电流模式PWM型DC/DC有一个特有的问题,就是当占空比大于0.5时,会出现亚谐波振荡现象,解决这一问题通常采用斜坡补偿的方法,即在电感电流采样信号上叠加一定斜率的锯齿波信号,如果这一斜坡信号的斜率大于电流采样信号下降斜率与上升斜率差值的一半,亚谐波现象就会消失。传统的斜坡补偿电路是采用运放的负反馈接法加法器,这样由于引入了内部负反馈回路,会限制系统的带宽,从而会限制整个的开关频率。
本文提出了一种新颖的斜坡补偿电路,这里利用了电荷守恒定律,存电容两端实现电流采样信号与斜坡信号的相加,这样就减少了一个内部反馈环路,从而减小了对系统带宽的限制,使系统更加稳定,转换器能有更高的开关频率。

1 斜坡补偿
1.1 斜坡补偿的必要性
峰值电流模式PWM开关电源工作在CCM模式下且占空比(D)大于0.5时,系统存在稳定性问题,因为电感电流扰动量经过多个周期后逐级扩大,电感电流波形会出现低于开关频率的包络,电感电流紊乱,峰峰值增大,带负载能力下降,输出电压纹波增加等不良现象,最终导致系统不稳定,整个系统由于扰动无法正常工作。
1.2 斜坡补偿的原理
峰值电流模式PWM开关电源工作在D大于0.5时,内部电流环会不稳定。通常的解决方法是存电流内环加入斜坡补偿电路。如果没有斜坡补偿,系统的稳定性如图1所示。其中实线和虚线分别表示稳定时和受到扰动时电感电流波形,D表示占空比(0D1),IE表示由误差放大器设定的电感电流峰值,m1和m2分别表示电感电流上升斜率、下降斜率(m1、m2>0),△I0是初始扰动电流。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/177400.htm

a.JPG


可以看到,一个周期后扰动电流变为:
b.JPG

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