全桥DCDC变换器平均电流控制模式控制分析.pdf

【全桥DCDC变换器平均电流控制模式控制分析】 全桥DC/DC变换器是一种广泛应用于电力电子领域的电源转换装置，特别是在需要大电流输出的场景中。平均电流模式控制是这种变换器的一种重要控制策略，它能有效提高系统的动态响应和并联特性，尤其适合于倍流整流电路的配置。 倍流整流电路通过降低变压器副边的电流，减少了损耗，且由于有两个输出滤波电感，每个电感仅需承载负载电流的一半，降低了滤波电感的损耗，这使得其在大电流应用中具有优势。平均电流模式控制在此类变换器中的应用主要体现在以下几个方面： 1. **电流设定值跟踪**：平均电流模式控制能够准确跟踪设定的电流值，这对高功率因数控制至关重要，可以在小电感条件下实现低谐波畸变，同时在连续电流模式和不连续电流模式之间切换时仍保持稳定工作。 2. **噪声抑制**：由于在开关开通后电流的快速衰减，平均电流模式具有良好的噪声抑制性能，增强了系统的稳定性。 3. **无需斜坡补偿**：与峰值电流模式控制相比，平均电流模式不需要斜坡补偿，但为了环路稳定，需要在开关频率附近限制环路增益。 4. **通用性**：平均电流模式不仅可用于Buck和Flyback电路的输入电流控制，也可用于Boost和Flyback电路的输出电流控制，具有广泛的适用性。 在带有倍流整流电路的全桥DC/DC变换器电路中，电流控制模式确保了两个输出滤波电感的电流平衡。内部电流环路负责调节电感电流，而外部电压环路则调整输出电压。在这个系统中，内部电流环是主要的控制环路。倍流整流电路可以视为两个并联的Buck变换器，但关键的区别在于共享同一个输出滤波电容，这在设计控制环路时必须考虑。 平均电流模式控制的分析通常涉及到开关小信号模型，例如PWM开关模型。在这个模型中，通过扰动量分析电流模式控制开关变换器的动态行为。在实际电路中，平均电流的采样可以在变压器原边或副边进行，原边采样需考虑斜坡误差，而副边采样则能准确测量平均电流，但需添加隔直电容以保持磁通平衡，如图1所示的电路。 全桥DC/DC变换器采用平均电流模式控制能够实现更精确的电流控制，并提供更好的抗噪声性能。这种控制策略在大电流输出应用中，结合倍流整流电路，能够优化变压器的效率和系统的整体性能。通过深入理解和优化这种控制模式，可以进一步提升变换器的效率、稳定性和适应性。