當(dāng)輸出電流減小,峰值電流模式控制就從原理上趨向于變?yōu)殡妷耗J娇刂?。?dāng)處于空載狀態(tài),輸出電流為零并且斜坡補(bǔ)償信號(hào)幅值比較大的話,峰值電流模式控制就實(shí)際上變?yōu)殡妷耗J娇刂屏恕?
峰值電流模式控制PWM是雙閉環(huán)控制系統(tǒng),電壓外環(huán)控制電流內(nèi)環(huán)。電流內(nèi)環(huán)是瞬時(shí)快速按照逐個(gè)脈沖工作的。功率級(jí)是由電流內(nèi)環(huán)控制的電流源,而電壓外環(huán)控制此功率級(jí)電流源。在該雙環(huán)控制中,電流內(nèi)環(huán)只負(fù)責(zé)輸出功率電感的動(dòng)態(tài)變化,因而電壓外環(huán)僅需控制輸出電容,不必控制LC儲(chǔ)能電路。電感制作由于這些,峰值電流模式控制PWM具有比起電壓模式控制大得多的帶寬。
峰值電流模式控制PWM的優(yōu)點(diǎn):①暫態(tài)閉環(huán)響應(yīng)較快,對(duì)輸入電壓的變化和輸出負(fù)載的變化的瞬態(tài)響應(yīng)均快;②控制環(huán)易于設(shè)計(jì);③輸入電壓的調(diào)整可與電壓模式控制的輸入電壓前饋技術(shù)相妣美;④簡(jiǎn)單自動(dòng)的磁通平衡功能;⑤瞬時(shí)峰值電流限流功能,即內(nèi)在固有的逐個(gè)脈沖限流功能;⑥自動(dòng)均流并聯(lián)功能。缺點(diǎn):①占空比大于50%的開(kāi)環(huán)不穩(wěn)定性,存在難以校正的峰值電流與平均電流的誤差;②閉環(huán)響應(yīng)不如平均電流模式控制理想;③容易發(fā)生次諧波振蕩,即使占空比小于50%,也有發(fā)生高頻次諧波振蕩的可能性。因而需要斜坡補(bǔ)償;④對(duì)噪聲敏感,抗噪聲性差。因?yàn)殡姼刑幱谶B續(xù)儲(chǔ)能電流狀態(tài),與控制電壓編程決定的電流電平相比較,開(kāi)關(guān)器件的電流信號(hào)的上斜坡通常較小,電流信號(hào)上的較小的噪聲就很容易使得開(kāi)關(guān)器件改變關(guān)斷時(shí)刻,使系統(tǒng)進(jìn)入次諧波振蕩;⑤電路拓?fù)涫芟拗?⑥對(duì)多路輸出電源的交互調(diào)節(jié)性能不好。
2.3平均電流模式控制PWM(AverageCurrent-modeControlPWM)
平均電流模式控制概念產(chǎn)生于70年代后期。平均電流模式控制PWM集成電路出現(xiàn)在90年代初期,成熟應(yīng)用于90年代后期的高速CPU專用的具有高di/dt動(dòng)態(tài)響應(yīng)供電能力的低電壓大電流開(kāi)關(guān)電源。圖5(a)所示為平均電流模式控制PWM的原理圖[1]。將誤差電壓Ue接至電流誤差信號(hào)放大器(c/a)的同相端,作為輸一體電感工廠出電感電流的控制編程電壓信號(hào)Ucp(Ucurrent-program)。帶有鋸齒紋波狀分量的輸出電感電流信號(hào)Ui接至電流誤差信號(hào)放大器(c/a)的反相端,代表跟蹤電流貼片電感器生產(chǎn)編程信號(hào)Ucp的實(shí)際電感平均電流。Ui與Ucp的差值經(jīng)過(guò)電流放大器(c/a)放大后,得到平均電流跟蹤誤差信號(hào)Uca。再由Uca及三角鋸齒波信號(hào)UT或Us通過(guò)比較器比較得到PWM關(guān)斷時(shí)刻。Uca的波形與電流波形Ui反相,所以,是由Uca的下斜坡(對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)期)與三角波UT或Us的上斜坡比較產(chǎn)生關(guān)斷信號(hào)。顯然,這就無(wú)形中增加了一定的斜坡補(bǔ)償。為了避免次諧波振蕩,Uca的上斜坡不能超過(guò)三角鋸齒波信號(hào)UT或Us的上斜坡。
2.4滯環(huán)電流模式控制PWM(HystereticCurrent-modeControlPWM)
滯環(huán)電流模式控制PWM為變頻調(diào)制,也可以為定頻調(diào)制[2]。圖6所示為變頻調(diào)制的滯環(huán)電流模式控制PWM。將電感電流信號(hào)與兩個(gè)電壓值比較,第一個(gè)較高的控制電壓值Uc(Uc=Ue)由輸出電壓與基準(zhǔn)電壓的差值放大得到,它控制開(kāi)關(guān)器件的關(guān)斷時(shí)刻;第二個(gè)較低電壓值Uch由控制電壓Uc減去一個(gè)固定電壓值Uh得到,Uh為滯環(huán)帶,Uch控制開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)啟時(shí)刻。