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开关电源控制类型的详解
发表日期:2019-06-02 16:51| 来源 :本站原创 | 点击数:
本文摘要:开关电源节制类型的详解 开关电源是操纵现代电力电子手艺,节制开关管开通和关断的时间比率,维持不变输出电压的一种电源,跟着电力电子手艺的成长和立异,使得开关电源手艺也在不竭地立异。开关电源有两种节制类型,一种是电压节制型 (Voltage Mode Comml);

  开关电源节制类型的详解

  开关电源是操纵现代电力电子手艺,节制开关管开通和关断的时间比率,维持不变输出电压的一种电源,跟着电力电子手艺的成长和立异,使得开关电源手艺也在不竭地立异。开关电源有两种节制类型,一种是电压节制型 (Voltage Mode Comml);另一种是电流节制型(Currem Mode Control)。二者有各自的优错误谬误,很难讲某种节制类型对所有使用都是最优化的,应按照现实环境加以选择。下面我们就来看看开关电源节制类型有哪些。

  1.电压节制型

  电压节制是开关电源最常用的一种节制类型。以降压式开关稳压器(即Buck变换器)为例,电压节制型的根基道理及工作波形别离如图1 (a)、(b)所示。其特点是起首通过对输出电压进行取样(需要时还可添加取样电阻分压器),所获得的取样中压UQ就作为节制环路的输入信号。然后对取样电压和基准电压UREF进行比力,并将比力成果放大成误差电压Ur,再将Ur送至PWM比力器与锯齿波电压Uj进行比力,获得脉冲宽度与误差电压成反比的调制信号。图1 (a)中的振荡器有两路输出,一路输出为时钟信号(方波或矩形波),另一路为锯齿波信号, CT为振荡电容。T为高频变压器,VT为功率开关管。降压式输出电路由整流二极管VD1、续流二极管VD2、储能电感L和滤波电容Co构成。PWM锁存器的R为复位端,S为置位端。

  图1 电压节制性的根基道理及工作波形

  电压节制型具有以下长处:

  (1)它属于闭环节制系统,且只要一个电压反馈回路(即电压节制环),电路设想比力简单。

  (2)在调制过程中工作不变。

  (3)输出阻抗低,可采用多路电源给统一个负载供电。

  电压节制型的次要错误谬误如下:

  (1)响应速度较慢。虽然在电压节制型电路中利用了电流检测电阻Rs,但Rs并未接入节制环路。因而,当输入电压发生变化时,必需等输出电压发生变化之后,才能对脉冲宽度进行调理。因为滤波电路具有滞后时间,输出电压的变化要颠末多个周期后才能表示出来。所以电压节制型的响应时间较长,使输出电压不变性也遭到影响。

  (2)需别的设想过电流庇护电路。

  (3)节制回路的频次弥补较复杂,闭环增益随输入电压而变化。

  2.电流节制型

  电流节制型是在电压节制环的根本上又添加了电流节制环,其根基道理及工作波形别离如图2 (a)、(b)所示。Us为电流检测电阻的压降,此时PWM比力器变为电流检测比力器。电流节制型需通过检测电阻来检测电流,而且可逐一周期的限制电流,便于实现过电流庇护。固定频次的时钟脉冲将RS锁存器置位,从Q端输出的驱动信号为{电平,使功率开关管VT导通,{频变压器一次侧的电流线性地增大。当电流检测电阻Rs上的压降达到并跨越Ur时,电流检测比力器翻转,输出的高电平将锁存器复位,从Q端输出的驱动信号变为低电平,令怨毓芄囟希直到下一个时钟脉冲使RS锁存器置位。

  图2 电流节制型的根基道理及工作波形

  电流节制型具有以下长处:

  (1)它属于双闭环节制系统,外环由电压反馈电路形成,内环由电流反馈电路构成,而且电流反馈电路受电压反馈电路的节制。与电压反馈电路比拟,电流反馈电路的增益带宽(Gain Bandwidth)更大。

  (2)对输入电压瞬态变化的响应速度快,当输入电压发生变化时能敏捷调整输出 电压达到不变值。这是由于输入电压的变化会导致一次侧电感电流发生变化,进而使Us改变,无须颠末误差放大器,间接通过电流检测比力器就能改变输出脉冲的占空比。

  (3)在电压节制环和电流节制环的配合节制下,可提高电压调整率目标。

  (4)能简化误差放大器弥补收集的设想。

  (5)只需电流脉冲达到设定的阈值, PWM比力器就动作,使功率开关管关断,维持输出电压不变。

  (6)本身带限电流庇护电路,只需改变Rs值,即可切确设定极限电流值。

  电流节制型的次要错误谬误如下:

  (1)因为具有两个节制环路,给电路设想及阐发带来坚苦。

  (2)当占空比跨越50%时可能形成节制环路工作不不变,需添加斜率弥补电路。

  (3)对噪声的抑止能力较差,因一次侧电感工作在持续储能模式,开关电流信号的上升斜率较小,只需在电流信号上叠加较小的噪声,就容易导致PWM节制器误动作,需添加噪声抑止电路。

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