峰值电流模式控制中斜坡补偿应用.pdf

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针对峰值电流模式控制易出现电路工作不稳定的问题,先阐述了问题产生的原因,然后采用 了在误差放大器的输出叠加负斜率斜坡补偿和在电流检测信号上叠加正斜率斜坡补偿两种解决 方法,通过分析,这两种方法都可以稳定电路的输出,最后给出了一种具体的斜坡补偿实现电路。
朱彩莲,等峰值电流模式控制中斜坡补偿应用 31负斜率斜坡补偿 若上式中 在误差放大器的输出叠加一个斜率为m,周期 m R 为T的负斜率斜坡电压,如图4所示p。 则tm的系数为零,则,输出电感的平均值与导通 放大器 时间无关。所以电流模式的补偿可在误差放大器的 输出叠加一个斜率为n 2NF的负斜坡电压,使 输出电感的平均值与导通时间无关。 32正斜率斜坡补偿 不改变误差放大器的输出电压,直接在电流采 (a)斜坡补偿对电感平均电流的影响 用信号U.上叠加一个斜率为m,周期为T的止斜率 斜坡电压,也可以达到以上目的 因为此时采样电阻上的电压 U s=US+mtn=(I R。+mt 当U=U。时,导通时间结束。 从而有 N T (b)斜坡补偿对扰动电流的影响 I-sR=U+ Rs -m)-( 图4斜坡补偿 图4(a)是斜坡补偿后不同占空比输出电感电流 所以在电流采样信号上叠加一个斜率为 的波形,可以看到补偿后电感电流的平均值一致,m=2M的正斜率斜坡电压,同样也可达到使输 与导通时间没有关系。图4(b)是当电感电流的占空 比大于50%后,经过斜坡补偿后,可以看到,经过 出电感的平均电流与导通时间无关。 个周期后扰动小于初始扰动。 4峰值电流模式控制的斜坡补偿实现 以图1原理电路进行分析:若对电路进行斜坡 补偿后,则在一个周期的导通时间t内,误差放大器 一种斜坡补偿实现电路如图5所示,PWM控制 的输出下降为 采用集成芯片UC3842,应用正斜率斜坡补偿方法, 采用从定时电容Cr取出正斜率斜坡电压叠加在电流 式U为时钟脉冲开始时误差放大器的输出。 采样信号上实现斜坡补偿。 图1中初级电流采样电阻R上的峰值电流电压 LC3842 U为 dl 来自误差 US=IRS=IN Rs=(3a+ R 电感 放大器 工 mat 尽=+m2(-2 R 电流检测 比较器 Rs m2Tm2tn、N (Ⅰ+ R 图5斜坡补偿电路 式中,l、L分别为初级、次级的电感峰值,是 查阅UC3842技术文档资料,定时电容由5V参 次级即输出电感的平均电流,d是关断期间次级电考电压经定时电阻R从12V充电至2V,再由 流的变化值。 UC3842内部的一个恒流源放电,放电至12V,如此 当Us=U时,开关管由导通转为关断,所以 反复。开关管导通时,电容充电,其电压为: L.RS=0co+Lon 2 Np m N △U eRs At on 0.54R C 179 万方数据 《电子设计工程》018年第2期 从定时电容取出的正斜率斜坡电压通过R和R2路设计电子科技,2015,28(3):126-128. 分压叠加在电流检测电阻R两端的电压U上(图中[4]李帅,张志勇,赵武.一种用于 buck dcdc转换 R远小于R1)。输人到电流检测端的电压为吗: 器的自适应斜坡补偿电路成都:电子技术应 R1 U,=U,+ LU=U R116 用,2010(2):51-53 R1+R2 R+R, 0.54R_C 5]来新泉,李祖贺,袁冰.基于自适应斜坡补偿的双 选择合适的R1和R2,使叠加电压的斜率 环电流模DCDC混沌控制[物理学报,2010, RI 1.6 m2 N R1+R20.54R1Cr2 Rs,就可以达到斜坡补偿的 59(4):2256-2262 目的使输出电感的平均电流与导通时间无关,有何廉礼一种单片集成的ACDC开关电源芯片的设 计与实现D]成都:电子科技大学,2010 解决电流模式控制中出现的问题。 7一种单片集成的ACDC开关电源芯片的设计与 5结束语 实现D]成都:电子科技大学,2010 [8]沙占友.LED驱动电源设计入门M]北京:中国 电流模式控制电路在电压控制环的基础上增加 电力出版社,2012 了电流控制环电路对输入的变化响应更快。但由[9王志峰.基于UC3842应用电路设计肌电子设计 于电流模式恒定的是电感电流的峰值,而输出电压 工程,2014,22(19):127-129 是与输出电感电流的平均值成正比,电流内环、电压[10黄智伟.D驱动电路设计围M北京:电子工业 外环的反复调整易引起电路的不稳定。当占空比大 出版社,2014 于50%时,电路对干扰不收敛,易引起系统失控。本[ IRon Lenk Carol Lenk LED电源设计权威指南Ml 文通过斜波补偿的办法来减小电流控制模式存在的 王晓刚,等译北京:人民邮电出版社,2012. 问题,并给出了一种具体的斜坡补偿实现电路。 [12] Abraham i. Pressman.开关电源设计M王志强, 参考文献: 等译北京:电子工业出版社,2010 ]王明,陈共工,江明基子UC3842的反激变换器[3]赵志敏基于UC3842芯片的单端反激式开关电 与斜波补偿安徽工程科技学院学报,20024源设计[科技与创新,2014(6):36-38 (2):46-49 [14]王侠.基于UC3842的三路输出小功率开关电源 2]田磊.基于 BOOST型DCD转换器的斜坡补偿 设计[电子器件,2015,38(4):785-789. 3]何均buck型DCDC转换器自适应斜坡补偿15周振字AC- DC LED驱动芯片环路分析与设计 电路U电子技术应用,2014,40(1):41-43 [D成都:电子科技大学,2013 (上接第176页) Applications, 2012: 18-20 GHz class-C-Vco- based PlL with ultra-low [12 Fanori L, Liscidini A, Andreani P. A 6.7-to power ILFD in 65 nm CMOS[C]/ IEEE Asian 9.2GHz 55nm CMOS hybrid Class- B/Class- C Solid-State Circuits Conference. 2012: 357-360 cellular巛xvco肌 EE International solid- state[15]马佳琳,张文涛,张博,等.一种面向IE Circuits Conference Digest of Technical Papers 8021lac标准的5 GHz LC压控振荡器[J微电子 2012:354-356 学,2016(4):484-48 [13JYang X, Uchida Y, Xu K Y. 2.4 GHz-band ultra- [16]Wang Tp, Yan YM. A low-voltage low-power low-voltage class-c LC-VCO IC in 65 nm CMOS wide-tuning-range hybrid class-AB/class-B VCO technology]. Microwave Conference, 2013, 14 with robust start- Up and high- performance[JI (6):325-327 IEEE Transactions on Microwave Theory [14]Ikeda $, Kamimura T, Lee S, ctal. A 0.5-V55 Techniques,2014,62(3)521-531. 180- 万方数据

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