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升压型DC-DC变换器电流环路补偿设计

作者:时间:2010-03-24来源:网络收藏

摘要:针对固定频率峰值模式PWM。给出了一种结构简单、易于集成的电路的方法。该电路的斜坡产生电路可对片内振荡器充放电电容上的电压作V/I转换,其所得到的斜坡具有稳定、斜率易于调节等特点;而电流采样电路主体采用SENSEFET结合优化的缓冲级和V/I转换电路,从而在提高采样精度的同时,还减小了损耗。整个电路可采用0.6 μm 15 V BCD工艺实现。通过Cadence Spectre进行的仿真结果表明,该电路可有效地抑制亚谐波振荡,采样精度达到77.9%,斜率精度达到81.5%。
关键词:斜坡;电流采样;电流模式;V/I转换

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/180962.htm

O 引言
固定频率峰值电流模式PWM(Pulse WidthModulation) 同传统的电压模式控制相比,具有瞬态响应好,输出精度高,带载能力强等优点,因而被广泛应用。作为重要的模拟单元,斜坡补偿电路和电流采样电路是电流模式PWM控制的根基,对电流模式控制中电流的稳定性起着重要作用。

1 电路结构
图1所示是典型峰值电流模式PWM Boost 控制系统的结构框图。当电压外环的电压反馈信号经过误差放大器放大得到的误差信号VE送至PWM比较器后,将与电流内环的一个变化的、其峰值代表输出电感电流峰值的三角波或梯形尖角状合成波信号VE比较,从而得到PWM脉冲关断阈值。即:

在(1)式中:第一项为斜坡补偿部分,用于保证电流的稳定;第二项反映了电感电流的大小,通常由电流采样电路产生;第三项用于产生一个固定的基础电平,以为PWM比较器输入端图1 典型峰值电流模式PWMBoostDC―DC控制系统框图提供一个合适的直流工作点。
因此,峰值电流模式控制不是用电压误差信号直接控制PWM脉冲宽度,而是通过控制峰值输出端的电感电流大小,然后来间接地控制PWM脉冲宽度。


但是,电流模式的结构决定了其应用时存在电流内环在占空比大于50%时的开环不稳定现象、亚谐波振荡、非理想的环路响应,以及容易受噪声影响等几个固有缺点。针对上述问题,在环路的补偿方式上,除了电压环路的RC串联补偿之外,还必须对电流环路进行补偿,以满足电流环路的稳定性要求。有效的解决方法是采用斜坡补偿技术,并在提高电流采样精度的同时降低采样损耗,以保证电流环路的稳定。

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