電流模式dc-dcconverter設(shè)計-在線瀏覽
2024-09-17 01:14本頁面
【正文】 號更大的話，switching元件會在固定時間turn off，之后switching元件再turn on，結(jié)果造成switching頻率產(chǎn)生變化，因此固定頻率式的電流模式控制結(jié)構(gòu)上非常簡潔(simple)。圖2的switching元件Tr1一旦turn on的話，電感電流IL 會大幅增加，如果電感電流IL與控制信號一致時，switching元件Tr1會將固定周期的殘余期間turn off。不論是電流連續(xù)模式或是電流非連續(xù)模式，都具有相同的動作特性，所以即使負載范圍非常寬廣，兩者仍然具備穩(wěn)定動作的特征，而且補償電路也很簡單。下個cycle則是從RF flip flop被固定頻率的clock信號源復(fù)原(reset)后才開始動作，如此一來IL的峰值就可利用控制電壓獲得正確的控制，由此可知電流模式控制特性是由許多要素構(gòu)成。電壓歸返回路的輸入就是所謂的基準電壓Vref，基準電壓Vref會與輸出電壓作比較，它的誤差信號會流入補償器，補償器則產(chǎn)生控制電壓Vc輸入到電流歸返回路，電流歸返回路會根據(jù)控制電壓Vc決定電感電流IL的大小，而傳達關(guān)數(shù)F2則隨著DCDC變頻器的結(jié)構(gòu)改變。上述的F2就是用來表示它的傳達關(guān)數(shù)，F(xiàn)2的輸出電壓Vout會被歸返阻抗分壓器(傳達關(guān)數(shù)為 )檢測，不過為了與基準電壓Vref比較因此再度折返。上述PWM信號會被送至可以產(chǎn)生輸出電壓Vout，與電感電流IL的電力增幅段(F1與F2) ，由于電力增幅段包含switching元件與filter元件，因此電感電流IL通過檢測gain 后會折返控制電壓Vc進行比較。(二).位相補償非常簡單電流模式控制的位相補償電路非常簡單。圖6是電壓模式控制與電流模式控制，從step down變頻器控制信號至輸出(亦即電力增幅段)為止的頻率特性。此外由于輸出電容Cout的等價串聯(lián)電阻ESR(RESR)的影響，造成1/(2∏хCoutхRESR) 具備零點(zero)，而gain特性會再度成為扁平狀(flat)。若將電流模式控制可使gain變成1的頻率f0設(shè)為fsw/，gain超過1以上的頻率，位相的旋轉(zhuǎn)就無大于900，因此對DCDC轉(zhuǎn)換器的補償器而言，必需使誤差增幅器具備適當?shù)闹绷鱣ain，再用1 pole使它衰減，接著插入進相補償專用的zero補償即可?！? 電流模式控制的位相補償電路極易積體化 電壓模式控制的場合，在時具有兩個pole，雖然用40dB/dec可以使gain衰減，不過如此一來位相可能會旋轉(zhuǎn)1800發(fā)振；相較之下利用 gain除了能獲得0dB效益之外，并且能以輸出電容的ESR構(gòu)成的zero點的頻率1/(2∏хCoutхRESR) 為境界，始衰減率會回復(fù)到20dB/dec的水平。以電壓模式控制為例，電力增幅段的特性為電流連續(xù)模式時，它會以2 pole system方式動作；電流非連續(xù)模式時則以1 pole system方式動作，所以兩者必需有不同的補償電路。電流模式控制最大優(yōu)點是，電力增幅段的傳達關(guān)數(shù)，與電流連續(xù)動作模式或是電流非連續(xù)動作模式非常類似，換句話說即使載電流大幅變動，Converter的動作只需作電流連續(xù)動作模式或是電流非連續(xù)動作模式的切換即可，而動作特性本身卻不會有巨大變化之虞。PWM控制信號的on duty取決于控制電壓，與電感電流的檢測電壓比較結(jié)果，因此switching元件的晶體管(transistor)一旦ON的話，檢測電流會增加，當檢測電流與控制電壓相等時，晶體管就變成OFF狀態(tài)，直到下個switching cycle開始為止，也就是說控制電壓本身會限制電感電流的峰值，因此只要設(shè)定控制電壓的限度值，就可以限制負載電流。 電感電流的檢測方法如上所述雖然電流模式控制許多優(yōu)點，不過若為獲得穩(wěn)的動作，設(shè)計上有幾項要點必需格外謹慎，尤其是電感電流的檢測方法最重要。(一).電流檢測電阻串聯(lián)，插入power MOSFET的drain side方式如圖8(a)所示，它是在Power MOSFET的ON期間檢測流動電流，雖然這種方法的電阻電力損失比圖8(b)型式低，不過Power MOSFET switching時，二極管(diode)會產(chǎn)生很大的噪訊(noise)，所以無法檢測正確的電流值?！?a)利用檢測電阻檢測switch電流 功率元件
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