電流型變換器工作原理和斜坡補(bǔ)償

1引言

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

——占空比大于50％時(shí)系統(tǒng)的開環(huán)不穩(wěn)定性；

——由于峰值電流而非平均電感電流的原因而產(chǎn)生的系統(tǒng)開環(huán)不穩(wěn)定性；

——次諧波振蕩；

——抗干擾能力差，特別當(dāng)電感中的紋波電流成分很小時(shí)，這種情況更為嚴(yán)重。

采用圖1所示的在電流波形上加斜坡補(bǔ)償?shù)姆椒?，可使電流型控制法在占空比大?0％的情況下，使系統(tǒng)穩(wěn)定工作。實(shí)際上，只要電流型變換器采用了斜坡補(bǔ)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(bǔ)償克服所存在問題的方法，并給出斜坡補(bǔ)償?shù)膶?shí)施方案。

2.1開環(huán)不穩(wěn)定性

在不考慮外環(huán)電壓環(huán)的情況下，當(dāng)恒頻電流型變換器的占空比大于50％時(shí)，就存在內(nèi)環(huán)電流環(huán)工作不穩(wěn)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(shí)，它的輸入將會(huì)受到許多限制，如果在內(nèi)環(huán)加一個(gè)斜坡補(bǔ)償信號(hào)，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(bǔ)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(gè)攏動(dòng)電流△I加至電感電流IL，當(dāng)占空比0.5時(shí)，從圖2(a)所示可以看出這個(gè)攏動(dòng)ΔI將隨時(shí)間的變化而減小；但當(dāng)占空比>0.5時(shí)，這個(gè)攏動(dòng)將隨時(shí)間增加而增加，如圖2（b）所示。這可用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示：

ΔI1=－ΔI0(m2/m1)(1)

進(jìn)一步可引入斜率為－m的斜坡信號(hào)，如圖2（c）所示。這個(gè)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(bǔ)償?shù)腂UCK電流型控制

圖2電流型變換器的開環(huán)不穩(wěn)定性

(a)D0.5(b)D>0.5(c)D>0.5并加斜坡補(bǔ)償

圖3沒有斜坡補(bǔ)償?shù)姆逯惦娏鳈z測(cè)與占空比關(guān)系圖

圖4斜坡補(bǔ)償m=－(1/2)m2時(shí)的平均電感電流將和占空