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1、峰值電流控制模式中斜坡補(bǔ)償?shù)姆治鰟⒊蓞怯駨V（西安電子科技大學(xué)微電子學(xué)院，陜西西安710071）摘要：本文介紹了電流控制型開關(guān)電源中峰值電流控制模式的原理及優(yōu)點(diǎn)，指出了功率管的占空比大于50%時必須進(jìn)行斜坡補(bǔ)償，否則電路不能穩(wěn)定工作。分析了斜坡補(bǔ)償?shù)幕驹砗驮O(shè)計問題，給出了補(bǔ)償電路。關(guān)鍵詞：峰值電流控制模式誤差電壓采樣電壓斜坡補(bǔ)償中圖分類號：TN403文獻(xiàn)標(biāo)識碼：BAnalysisandDesignofSlopCompensationinthePeakCurrentControlLIUCHeng,,WUYuguang(Microelectro
2、nicInstitute,XidianUuniversity,Xi’an,Shanxi)Abstract：Thepaperintroducestheprincipleandthemeritofthepeakcurrentcontrolinthemonolithiccurrent-modeswitchingregulatorandpointsoutthatitneedslopcompensationwhentheoftheMOSFETexceed50%,otherwisethecircutecan’tworksteadily.Thebasicp
3、rincipleandthedesignquestionofslopcompensationareanalysedandthecompensationcircuteisgiven.Keywords:peakcurrentcontrolerrorsvoltagesensevoltagesslopcompensation開關(guān)功率電路的控制模式可分為電流模式控制和電壓模式控制。電流模式控制因動態(tài)反應(yīng)快、補(bǔ)償電路簡化、增益帶寬大、輸出電感小、易于均流等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。電流模式控制又分為峰值電流控制和平均電流控制。當(dāng)采用峰值電流控制模式并且占空比大于
4、50%時，必須對電路進(jìn)行斜坡補(bǔ)償。斜坡補(bǔ)償能增加電路穩(wěn)定性、使電感電流平均值不隨占空比變化，并減小峰值和平均值的誤差，還能抑制次諧波振蕩和振鈴電感電流。在開關(guān)功率電路中，斜坡補(bǔ)償是不可或缺的模塊，有著極其重要的作用。本文主要介紹了峰值電流控制模式的原理，分析了斜坡補(bǔ)償?shù)脑砑胺椒?，并給出了補(bǔ)償斜坡的產(chǎn)生電路。1.峰值電流控制模式原理圖1.BUCK電路的峰值電流控制原理圖[1][2]上圖是簡單的BUCK電路的峰值電流控制原理。由誤差放大器對基準(zhǔn)電壓Vref和輸出電壓分量Vo(R3/(R3+R2))之間的差值進(jìn)行放大，得到控制電壓信號Ve，由于在
5、一個開關(guān)周期時間內(nèi)，負(fù)載電壓的變化量很小，可近似認(rèn)為在同一個開關(guān)周期時間內(nèi)Ve值不變，送入PWM比較器的負(fù)向端。電流采樣放大器把采樣電阻上的電流轉(zhuǎn)換為電壓并放大，得到電流采樣信號Vs，送入PWM比較器的正向端。當(dāng)電感電流上升到滿足條件Vs≥Ve時，PWM比較器輸出高電平，功率管即被關(guān)斷，于是電感與Vin的連接被斷開，電感電流隨后就線性下降，直到下一周期時鐘信號到來，功率管重新導(dǎo)通后電感電流才會增加。而在本周期內(nèi)，功率管斷開時刻的電流瞬時值即為電感電流峰值。考慮到Vs＝iLRsAs（iL為電感電流，Rs為采樣電阻，As為電流檢測放大器的閉環(huán)增益
6、），可以得出結(jié)論：在每個周期，由電壓控制環(huán)輸出控制電壓Ve，它為本周期的電感電流瞬時值設(shè)定了的最大值Ve/RsAs，故稱為電感電流峰值控制模式。當(dāng)占空比大于50%時，為了電路穩(wěn)定，必須對電路進(jìn)行斜坡補(bǔ)償。斜坡補(bǔ)償可以對誤差電壓Ve進(jìn)行補(bǔ)償，也可以對電流采樣信號Vs進(jìn)行補(bǔ)償。2.誤差電壓Ve處的斜坡補(bǔ)償[3]圖2.占空比小于50%圖3占空比大于50%設(shè)△In為第n次開通前電流擾動信號,m和m分別為電流上升和下降率，實(shí)線為穩(wěn)12定情況，虛線為加入擾動后的情況。圖2為占空比小于50%，即m大于?m時在擾動信12號△In作用下的波形，圖3為占空比大于
7、50%，即m小于?m的波形?？梢酝瞥觯?2?m2第n+1個開關(guān)周期電流擾動量為△In+1=-△In,m12??m?2第n+2個開關(guān)周期電流擾動量為△In+1=-△In????m?1?M從圖2、圖3即以上推論可以很明顯的看出，當(dāng)D>0.5時,即-m2>m1時,擾動會在隨后的周期逐漸減小,系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。當(dāng)D>0.5時,即-m2>m1時，擾動會在隨后的周期加大，造成不穩(wěn)定或性能下降。若在Ve處加入斜坡補(bǔ)償，如圖4所示。圖4.Ve處的斜坡補(bǔ)償??m?m?2此時△In+1=-△In????m?m?1?2??m?m?2△In+2=-△In????m?m?
8、1??m?m?m?m22如果選擇m使<1，那么在隨后的周期電流擾動會逐漸減小到零。式<1m?mm?m11中，消去m1（利用?m>m）可得到m>0.5m。在實(shí)際設(shè)計中
