斜坡补偿电路的选择和参数优化设计(0228_.pdf

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1、峰值电流控制变换器斜坡补偿电路的优化设计西安科技大学电气与控制工程学院，西安，710054OptimalDesignOfSlopeCompensationCircuitsInPeakCurrentControlConvertXi’anUniversityofScience&Technology,Xi’an,710054摘要：指出工作于DCM的变换器是稳定的，而工作于CCM且占空比大于0.5的峰值电流控制变换器需要进行斜坡补偿。由单只电阻与电容的简单串联构成最佳的斜坡补偿电路，分析了斜坡补偿系数与占空比的关系和斜坡补偿电路对振荡器参数的影响，论述了电流前沿尖峰滤

2、波参数设计和斜坡补偿网络各元件参数的优化设计方法，并文中给出了以UC3843控制的反激变换器设计实例，实验结果验证了理论分析的正确性和方案的可行性。关键词：峰值电流控制斜坡补偿阻容补偿优化设计Keywords:Peakcurrentcontrol，slopecompensation，resistor-capacitorcompensation,Optimaldesign1引言输出电压。ΔIO为在某个周期由于某种扰动使得电感电流的初值产生的增量，ΔI1为该周期结束时电感电由于峰值电流控制技术具有动态响应快、调节性能好、限流和过流保护易于实现、能有效抑制变压器流的

3、变化量（假设其他参数保持恒定）。偏磁引起的饱和问题及易于均流等优点[1,2]，而获得广ILP(Ve)泛应用。但是，当峰值电流控制变换器工作于CCM模式且占空比大于50%时，存在开环不稳定性及由此-m2IL[3,4]而引发的抗噪声性能差等问题，为此，就必须在这m1类变换器中引入斜坡补偿。目前，常用的补偿方式是采用斜坡信号与取样峰I0值电流信号叠加进行斜坡补偿，其补偿信号直接取自ILVIdT1t芯片内部的振荡器。但由于补偿系数选取较大，且考虑到补偿网络对电流控制精度和片内振荡器参数的影图1CCM模式下电感电流波形响，这类补偿方式的补偿网络，通常由阻容电路和射由图1

4、可得[5,6]极跟随器构成，所以补偿电路的组成较复杂。DI1dm2为了避免补偿斜坡取自芯片内部对片内振荡参数==（1）DI1-dm的影响，并使补偿斜坡线性度和温度稳定性更好，文01献[7]为此设计了一款基于CMOS的斜升波发生器电可见，要使系统稳定，应有ΔI1<ΔIO，即路，实现斜坡补偿，但是控制电路也很复杂。d<1，所以有d<1/2；因而，当d>1/2时，系统实际上，斜坡补偿的补偿系数取决于变换器工作1-d的最大占空比，而要使变换器工作性能最佳，通常要就变得不稳定了。这说明工作于CCM模式的变换器，[1]求其最大占空比不超过0.8。这样，斜坡补偿的补偿当占空

5、比大于0.5时电路是不稳定的。实际上图1就系数也不要求太大，且通过振荡器参数、电流尖峰滤是占空比大于0.5时的电感电流波形，从中可显然看波参数、斜坡补偿参数和占空比的优化设计，可使斜出：由于电感电流在每一周期结束时，电流不能下降坡补偿电阻足够大，从而使得斜坡补偿网络对振荡器到零，致使将前一周期的电流变化量带到了下一个周片内参数的影响可以忽略，因此，补偿电路大大简化。期，再由于d>1/2，所以，电流的变化量越来越大，本文将对此展开研究，并设计了基于ＵＣ3843的使得系统不能稳定。单端反激变换电路，用实验结果验证了理论分析的正确性。2.2DCM模式时，扰动对稳定性

6、的影响2扰动对稳定性的影响图2为DCM模式时，峰值电流控制的电感电流波形。2.1CCM模式时，扰动对稳定性的影响工作在CCM模式时的峰值电流控制变换器的电感电流波形如图1所示。其中m1和-m2分别表示变换器中电感电流的上升和下降斜率，Ve是误差放大器的1误差放大器输出的峰值电流设定值，ΔIO表示在坡补Ve偿后的零时刻电感电流的扰动增量，而ΔI1则表示由此而引起的开关周期结束时电感电流的变化量。由图-mm1-m4.可以推导出22mm1I1-IL0tDI1m2=（2）0T2TDI01-dmdT+dm2图2DCM模式下电感电流波形DI1由图2可以看出零时刻产生的扰动

7、电流ΔIO在周令<1，即可得要使系统开环稳定，斜坡补DI期末变为零，即这种扰动不会被带到下一周期而逐级0偿的斜率必须满足的条件为放大。所以，只要峰值电流控制变换器工作在DCMm2d-1模式下，不管其占空比有多大，电路也是稳定的。因M=>（3）m2d此，峰值电流控制变换器工作在DCM模式时，电路2其中M为补偿系数。可见，补偿系数是占空比d具有较强抗干扰能力、且稳定性较好。的函数，且d越大，所需要的补偿系数也越大。例如，3斜坡补偿及其优化设计若电路最大占空比为0.7，则补偿系数M≈0.29。事实[1]上，单端隔离的变换器的最大占空比一般在0.7~0.8。由前面的分

8、析可见，工作于CCM模式的峰值电（2）