理论教育 滞环调制在Buck恒流电路的应用原理

滞环调制在Buck恒流电路的应用原理

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:滞环控制也称为Bang Bang控制或纹波调节器控制,是一种频率变化的单环调制方法,Buck恒流电路的滞环反馈控制原理如图6-8所示。滞环控制通过将反馈电压限制在以参考电压UIref为中心的滞环宽度ΔU=UIH-UIL内,从而将输出电流控制在设定值IONOM的一定偏差带内。

滞环调制在Buck恒流电路的应用原理

滞环控制也称为Bang Bang控制或纹波调节器控制,是一种频率变化的单环调制方法,Buck恒流电路的滞环反馈控制原理如图6-8所示(恒压电路的原理类似,只需将图中的电流采样电路改成电压采样即可)。图6-8中电流采样电路将输出电流IO转换为反馈电压UIf后,与参考电压UIref及其上下限UIHUIL比较,经滞环比较器形成相应的PWM信号,驱动主开关管完成闭环反馈控制,实现输出电流恒定,其开关波形如图6-9所示。

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图6-8 Buck恒流电路的滞环反馈控制

图6-9中,在t0时刻反馈电压UIf下降到UIL,此时滞环比较器输出高电平,开关管导通,输出电流上升,UIf也逐渐增大;在t1时刻,UIf增大到UIref,滞环比较器输出不会立即翻转,而是继续保持原来的状态,直到UIf增大到UIH时即t2时刻,比较器翻转,输出低电平,开关管关断,输出电流下降,UIf也逐渐减小,直到UIf减小到UIL时即t3时刻,比较器翻转输出高电平,开始下一周期[4]。滞环控制通过将反馈电压限制在以参考电压UIref为中心的滞环宽度ΔU=UIH-UIL内,从而将输出电流控制在设定值IONOM的一定偏差带内。

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图6-9 Buck恒流滞环控制的开关波形

在MOSFET开通阶段,有

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则滞环控制的开通时间为

978-7-111-60312-2-Chapter06-12.jpg(www.daowen.com)

在MOSFET关断阶段,有

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则滞环控制的关断时间为

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滞环控制的开关周期为

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由于滞环宽度ΔUIORSNS,当滞环宽度确定后,输出电流纹波也由采样电阻RSNS确定;当输出电压UO变化不大时,滞环控制的开通时间与输入电压成反比,关断时间近似不变。由图6-9可见,滞环宽度决定了主电路的最大工作频率,环宽越窄,开关频率越高。但如果电路参数变化或负载变化,则会导致输出上升或下降的斜率变化,从而使工作频率变化。

这种控制方式的控制电路中也没有延迟环节,因此响应速度快;该方式的主要缺点在于其工作频率是变化的,增加了EMI滤波的难度[1]

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