電壓模式和電流模式控制系統的比較電路圖
隨著對開關電源穩態和動態特性的要求日益提高,開關電源中的PWM控制方法也經歷了長足的發展。早期的開關電源僅采用單一的輸出電壓閉環反饋控制,可以基本滿足穩定性和電壓控制精度的要求,但動態特性通常都不高。七十年代末期開始出現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控制系統中,增加了直接或間接的電流反饋控制,如圖。
電流模式控制的引入給開關電源的控制性能帶來一次革命性的飛躍。總的來說,采用電流模式控制方式的系統有以下幾個優點:
(1)系統的穩定性增強,穩定域擴大。
(2)系統動態特性改善。
這一點主要體現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,采用單獨的電壓環控制時,由于電壓環的響應速度慢,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行快速限幅,從而有效地降低了開關器件、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器件十分有益。事實上,采用電流控制后,電源中可以不必再設置輸出短路保護電路,當輸出端發生短路時,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)。
(b)電流模式控制系統
圖 電壓模式和電流模式控制系統的比較電路圖
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