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[原创]谈平均电流模式控制PWM一点认识

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jafck
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  • 2011-7-2 10:30:39
前段时间一直都在准备1KW市电充电的充电器的资料收集工作,扫掠了主流PFC芯片的工作原理,但总根绝有些混蛋。“平均电流模式” 这东西也是搞了很久才从抽像转入具物的理解。发此贴只为巩固下自己的印象,以免笔记存在电脑上又找不到了。
传统的方法次啊用电压模式单环控制,这种控制方法响应较慢,也不能对功率器件进行
实时电流限制。为了实现输出电压电流均可控制,通常次啊用电流模式控制,常用的电流模式控制有峰值电流控制法和平均电流控制法。
但是峰值电流控制有以下几个缺点:
1 占空比大于50%的开环不稳定,存在难以校正峰值电流与平均电流的误差。——这很好理解。控制系统进入向左或向右的抉择期了吗。这跟咱们当年左派右派竞争一样,最后导致你左右都不讨好。所以啊,中立的立场一定要稳固。
2 闭环响应不如平均电流模式控制理想;你的控制系统就像是个小船,系统的平稳就好比小船的平稳。峰值控制比作大浪。峰值对船一上一下船上的人自然很难保持稳定。平均控制比做湖面漂浮的小船。涨水、落水湖面上下降,自然很难感觉到。
3 容易发生次谐波振荡,及时占空比小于50%,也有发生高频次谐波振荡的可能性,因而需要斜坡补偿【这里斜坡补偿如何计算有个纹波r值与电压的关系公式推导我一直不明白,稍后发贴问大家】
4 对噪声敏感,抗噪声性差,因为电感处于连续储能电流状态,与控制电压编程
决定的电流电平相比较。开关器件的电流信号的上斜坡通常较小,电流信号上较小的噪声就
很容易使得开关器件改变关断时刻,使系统进入次谐波振荡振荡。——这个嘛,就是误差放大器差模大,共模大引起的。差模大,导致微小的变化(谐波振荡振荡)就被放大响应。共模影响的是差模放大的结果。我这么理解可能颠覆运放的基础知识。因为对我目前来说,没有更好的自我解释。
接下来聊下平均电流模式控制PWM是怎么一回事:平均电流模式采用双闭环控制,其内环控制输出滤波电感电流,外环控制输出电压,提高了系统响应速度。下图为平均电流模式控制PwM的原理图。




将误差电压信号Ue接在电流误差信号放大器的同相端,作为输出电感电流反馈的控制信号Uip 。将带有锯齿纹波状的分量的输出电感电流反馈信号Ui (就是Rc1下面)接到电流误差信号放大器的反相端,跟踪电流控制信号Uip。Ui 与Uip的差值经过电流误差信号放大器放大后,得到平均电流跟踪误差信号Uc。再由Uc 与三角锯齿波信号通过比较器比较得到PWM控制信号。Uc 的波形与电流波形Ui 反相,所以,是由Uc的下斜坡(对应于开关器件导通时期)与三角波上斜坡比较产生控制信号。显然,这就无形中增加了一定的斜坡补偿。——所谓斜坡补偿就是让电感电流下降的坡度人为i的变慢,什么时候变慢呢,占空比50%对应的理论输出电压的时候让他变慢。但是为了稳定工作,要求电感电流的下降坡度不能大于晶振的坡度。
毕竟这个锯齿波是由外部RC 振荡器产生的(看SG3525 TL494 ML48XX L4891等等都是如此)
总结下平均电流模式控制的优点:
a 平均了电流电流,能够高度精确地跟踪电流控制信号;
b 不需要斜坡补偿
c 调试好的电路抗噪声性能优越,——这里的噪声说白了就是干扰。
d 适合任何电路拓朴对输入或输出电流的控制。
e 易于实现均流
---------------------------------------------------待续
晚上再讲讲 电路分析及电流电压环PI调节器参数的设定。并拿熟悉的SG3525举个例子。
gaohq
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期待
融道
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1 占空比大于50%的开环不稳定,存在难以校正峰值电流与平均电流的误差。——这很好理解。控制系统进入向左或向右的抉择期了吗。这跟咱们当年左派右派竞争一样,最后导致你左右都不讨好。所以啊,中立的立场一定要稳固。
2 闭环响应不如平均电流模式控制理想;你的控制系统就像是个小船,系统的平稳就好比小船的平稳。峰值控制比作大浪。峰值对船一上一下船上的人自然很难保持稳定。平均控制比做湖面漂浮的小船。涨水、落水湖面上下降,自然很难感觉到。
这两点还是没完全看懂.....
she0800
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