電流型變換器工作原理和斜坡補償

1引言

由于電流型控制較電壓型控制方法有許多優點，所以得到了廣泛使用，這已是不爭的事實。但在恒頻峰值電流檢測控制方法中還存在如下問題：

——占空比大于50％時系統的開環不穩定性；

——由于峰值電流而非平均電感電流的原因而產生的系統開環不穩定性；

——次諧波振蕩；

——抗干擾能力差，特別當電感中的紋波電流成分很小時，這種情況更為嚴重。

采用圖1所示的在電流波形上加斜坡補償的方法，可使電流型控制法在占空比大于50％的情況下，使系統穩定工作。實際上，只要電流型變換器采用了斜坡補償，它的性能能得到很大的改善。

2峰值電流型控制存在的問題

下面主要討論峰值電流型控制存在的問題及利用斜坡補償克服所存在問題的方法，并給出斜坡補償的實施方案。

2.1開環不穩定性

在不考慮外環電壓環的情況下，當恒頻電流型變換器的占空比大于50％時，就存在內環電流環工作不穩定的問題。然而有些變換器（如雙管正激變換器）它本身工作的脈沖占空比就不能大于50％，因此不存在問題。而有些變換器的脈沖占空比不大于50％時，它的輸入將會受到許多限制，如果在內環加一個斜坡補償信號，則變換器可以在任何脈沖占空比情況下正常工作。下面介紹斜坡補償工作原理。

圖2表示了由誤差電壓Ve控制的電流型變換器的波形，通過一個攏動電流△I加至電感電流IL，當占空比0.5時，從圖2(a)所示可以看出這個攏動ΔI將隨時間的變化而減??；但當占空比>0.5時，這個攏動將隨時間增加而增加，如圖2（b）所示。這可用數學表達式表示：

ΔI1=－ΔI0(m2/m1)(1)

進一步可引入斜率為－m的斜坡信號，如圖2（c）所示。這個斜坡電壓既可加至電流波形上，也可以從誤差電壓中減去。有下列方程式成立：

ΔI1=－ΔI0（m2＋m)/(m1＋m）（2）

圖1采用斜坡補償的BUCK電流型控制

圖2電流型變換器的開環不穩定性

(a)D0.5(b)D>0.5(c)D>0.5并加斜坡補償

圖3沒有斜坡補償的峰值電流檢測與占空比關系圖

圖4斜坡補償m=－(1/2)m2時的平均電感電流將和占空