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浅谈平均电流模式的控制电路设计

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【摘要】探讨了平均电流法的特点,使用平均电流设计升压等进行了一定的研究。

【关键词】平均电流;电流模式;控制电路;电路设计

电流模式控制分为两种,一种是平均电流模式控制,一种是峰值电流模式控制。其中平均电流被广泛运用。而本篇文章就是针对于对平均电流模式的控制电路的设计进行一个研究。

1平均电流法控制回路设计

平均电流法的特点:(1)平均电流法对电流有很高的放大效果。平均电流可以很容易的就找到电流的设定值。这个已经运用到对高功率因素控制电路中了,以一个小电感就可以得到小于百分之三的谐波畸变,同时电路模式可以从连续电路模式转化成不连续电路模式,而且还不会影响到平均电流法的正常使用;(2)平均电流法对噪声的抑制能力很强。因为功率开关被时钟脉冲打开,这就造成了晶振幅度直接变为低值;(3)斜坡补偿是不会在平均电流法出现的,然而为了能够让电路的运行稳定,就必须在开关旁边限定环路的增益;(4)平均电流法的使用非常的广泛,它不仅可以控制BUCK和FLYBACK的出入电流,还可以控制BOOST和HLYBACK的输出电流。当比较器中出现不合适的波形坡度的时候,谐波振荡就会因为功率开关再次出现。峰值电流法指的是控制使用在外面加一个斜坡来防止这个现象的;而平均电流法指的是使用晶振幅度来提供补偿的坡度的。因此,最适合解决谐波问题的方法是平均电流法。由于平均电流模式中会出现谐波和限定开关附近电流放大器的增益,因此在设计电路的时候就必须遵照的守则就是:比较器中一个输入端的电感和电流降低的幅度不能够大于比较器另一端经侦幅度值的坡度。而且用这个方法还可以间接的制定出最大电流环路增益的交越平率。

2平均电流法Boost电路的设计

2.1平均电流法中电流环的设计。因为平均电流模式必须是稳定使用的,所以就必须对电流环进行一定的相位补偿,而且在电流环的相位补偿的开关附近还要制定一个让电流环的得到稳定增益的设计。以此才可以在低频零点的时候给电流环供给比较高的增益,才可以进一步的让平均电流控制工作。不仅如此,开关平率附近的放大器增益的误差一定要和电感电流的降低幅度相符合。在交越频率上或者是在低于交越频率的地方一定要设置平均电流法的电流环零点。如果电流环的零点设置在交越频率上,那么相位裕度就会有四十五度,如果电流环的零点设置在低于教育频率的地方,那么相位裕度相对也会更大一点儿。电流环的零点设置在低于教育频率的地方就可以保证四十五度的相位裕度的系统在工作的时候会很稳定、干扰小,而且只有很小的过冲,当电流环的极点高于开关的频率的时候,机电是没有办法影响到控制环的。而且在一般情况下极点都是设置在开关频率附近的,因为只有这样才可以减少极点对噪声的敏感性。零点时的部分增益石在设置电流环的过程中需要优先考虑的,毕竟功率部分的增益是以放大器增益为整个电流环的增益,当电流环的增益石1的时候要先计算出电流放大器的交越频率,即就是电流环的零点,其次功率部分的增益的倒数就是电流环交越频率处的增益用以上方法就可以计算出电流环的增益了。

2.2电压环的设计。为了能够使平均电流模式的运行正常,因此就必须对电压进行一定的补偿。和稳定性相比较的话,用功率因素老校正电路电压环就需要电流即便小的输入线。而且电流环的带宽还要设计成低于输出电容上的2次谐波,只有这样才可以让电压的误差放大器有足够的相位裕度去跟踪输入电流,才可以让功率因素得到一定的提升。Boost电路输出部分的低频模式就是电流原驱动电容的一阶电路,而电流源就由功率部分和电流反馈环构成,这样构成的低频模式会拥有一定的倍频的增益的特点。当电压反馈环在附近闭合的时候,它将会有一个稳定的增益。为了能够增益交越频率以及极点的位置,放大器的侧方就需要一个极点并且要使其移动成90度,只有这样才可以降低纹波电压的增益,但是在控制2次谐波畸变的时候这个方法的效果就不是很好。由于电压环的设计和THD有一定的关系,所以电压误差放大器的输出端产生的2次谐波就会从输入端产生3次谐波,而且在设计电压环的时候还要求THD不可以超过3%,同时可以分给电压误差放大器的输出纹波比是1.5%。因此只有极点设置在交越频率上才可以的得到足够的相位裕度,才可以让整个电压回路的增益都是同样的相位裕度。

3结束语

文章主要是分析了平均电流模式控制的特点,并且按照平均电流模式的设计的准侧与步骤设计了一个Boost电路。

参考文献

[1]杨汝.平均电流模式的控制电路设计[J].电力电子技术,2002,36(4):66-69.

[2]吴霜菊.平均电流模式PWM降压开关电源设计[D].东南大学,2004.

[3]冯永平.平均电流模式PWM降压开关电源设计探讨[J].电子世界,2016,(2):80-82.

[4]郝炳金,徐艳.基于平均电流模式控制的有源功率因数校正浅析[J].山东农业大学学报(自然科学版),2012,43(4):543-548.

作者:陈秀文 单位:山东省禹城市梁家镇政府

浅谈平均电流模式的控制电路设计责任编辑:张雨    阅读:人次