作者：楊 旭 王兆安

    摘要：本文針對現(xiàn)有pwm電流模式控制方法的固定開關(guān)頻率與控制快速性之間的矛盾,提出了一種準(zhǔn)固定頻率滯環(huán)pwm電流模式控制方法,這種控制方法在適當(dāng)放寬對開關(guān)頻率的嚴(yán)格要求的條件下,使電流控制的快速性大大提高,同時保持很好的穩(wěn)定性.本文對新的控制方法的基本原理進(jìn)行了分析,并通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了其良好的快速性和穩(wěn)定性。

    關(guān)鍵詞：電流模式控制滯環(huán)

    abstract:

    a new hysteresis pwm current mode control method is presented in the paper to eliminate the conflict between the requirement of constant switching frequency and rapid control of the existing current mode control. by properly loosing the restriction of constant switching frequency, the dynamic performance of current mode control is greatly improved, while system still keeping good stability. the principle of the new method is analyzed, and experiments have been done to prove the good dynamic performance and stability of the new control method.

    中圖分類號: 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: 文章編號：

    1引言

    隨著對開關(guān)電源穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性的要求日益提高,開關(guān)電源中的pwm控制方法也經(jīng)歷了長足的發(fā)展。早期的開關(guān)電源僅采用單一的輸出電壓閉環(huán)反饋控制,可以基本滿足穩(wěn)定性和電壓控制精度的要求,但動態(tài)特性通常都不高。七十年代末期開始出現(xiàn)了電流模式控制方式(currentmodecontrol)[1－3]，其基本思想是在輸出電壓閉環(huán)控制系統(tǒng)中，增加了直接或間接的電流反饋控制，如圖1。

    電流模式控制的引入給開關(guān)電源的控制性能帶來一次革命性的飛躍�？偟膩碚f，采用電流模式控制方式的系統(tǒng)有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：

    （1）系統(tǒng)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，穩(wěn)定域擴(kuò)大。

    （2）系統(tǒng)動態(tài)特性改善。

    這一點(diǎn)主要體現(xiàn)在對輸入電壓的擾動的抗擾能力的提高。輸入直流電壓中通常包含交流輸入電壓整流后的紋波，采用單獨(dú)的電壓環(huán)控制時，由于電壓環(huán)的響應(yīng)速度慢，低頻的紋波很難消除，致使輸出電壓中包含輸入電壓低頻紋波成分。而采用電流控制后，輸出電壓中由輸入電壓引入的低頻紋波被完全消除。

    （3）具有快速限制電流的能力。

    由于有了電流控制，很容易對電路中的電流進(jìn)行快速限幅，從而有效地降低了開關(guān)器件、變壓器、電感等元器件受到的電流沖擊，這對很容易因過流而損壞的高頻開關(guān)器件十分有益。事實(shí)上，采用電流控制后，電源中可以不必再設(shè)置輸出短路保護(hù)電路，當(dāng)輸出端發(fā)生短路時，電流控制電路使電源輸出電壓下降，自動限制輸出電流值，電源不會損壞。

    到目前為止，共出現(xiàn)了三種電流模式控制方法[2]：峰值電流模式控制（peakcurrentmodecontrol）、平均電流模式控制（averagecurrentmodecontrol）、電荷模式控制（chargemodecontrol）。這三種電流模式

    (a)電壓模式控制系統(tǒng)

    (b)電流模式控制系統(tǒng)

    圖1電壓模式和電流模式控制系統(tǒng)的比較

    準(zhǔn)固定頻率滯環(huán)pwm電流模式控制方法的研究

    圖3滯環(huán)pwm電流控制系統(tǒng)相軌跡

    圖4電感l(wèi)兩端電壓ul和電流il的波形

    控制方法都屬于固定頻率pwm控制，而固定的開關(guān)頻率同電流控制的快速性間存在矛盾，使得電流控制系統(tǒng)中出現(xiàn)分頻振蕩現(xiàn)象。