开关电源数字均值电流控制技术研究

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1、·电气技术与自动化·杨庆江，等·开关电源数字均值电流控制技术研究开关电源数字均值电流控制技术研究杨庆江，毕艳芳(黑龙江科技学院，黑龙江哈尔滨150027)摘要：以连续导电模式(CCM)的Buck变换器为例，详细介绍了数字均值电流控制技术，着重推导后缘、前缘、三角后缘及三角前缘调制DAC控制Buck变换器的占空比算法。证明了双缘调制方式的数字均值电流控制具有优异的负载瞬态特性。关键词：连续导电模式；数字均值电流控制技术；DAC控制；占空比算法中图分类号：TN86文献标志码：A文章编号：1671—5276【2012)O1-0146-04DigitalAverageC

2、urrentControlTechnologyofSwitchingPowerSupplyYANGQing-jiang，BIYan—fang(HeilongjiangInstituteofScienceandTechnology，Harbin150027，China)Abstract：ThispapertakesCCM(ContinuousConductiveMode)Buckconverterforexampletointroducethedigitalaveragecurrentcontroltechnologyandthealgorithmofthedut

3、yratiowithDACcontrolBuckconver(erofmodifyingthetrailingedge，leadingedgeandtriangleedgeindetail．Itshowsthatdoubleedgemodifieddigitalaveragecurrentcontrolhasexcelenttransientresponseperformance．Keywords：CCM；digitalaveragecurrentcontrol；DACcontrol；algorithmofthedutyratioL0引言模拟实现的电流型控制除了

4、峰值电流型控制(peakcurrentmodecontro1)外，还包括平均电流模式控制(aver-agecurrentmodecontro1)。平均电流模式控制PWM集成电路出现在20世纪90年代初期并得到广泛应用。平均电流模式控制和峰值电流型控制相比的优点是：具有高增益的电流放大器，平均电感电流能够高度精确地跟踪电流设定值，即使电路模型由连续电流模式过渡到不连续电流模式，平均电流法也能很好地工作；噪声抑制能力优越；无须斜坡补偿，但为了电路工作稳定，在开关频率附近必须限定环路增益；适合于任何电路拓扑对输入或输出电流的控制；易于实现均流。缺点是：电流放大器在开图

5、1模拟平均电流控制Buck变换器关频率处的增益有最大限制；双闭环放大器带宽、增益等配合参数设计调试复杂。均电流控制Buck变换器的工作原理一致。主电路结构保持不变，不同之处在于前者的控制电路采用数字控制器，1模拟平均电流控制而后者采用的是模拟控制器。在介绍数字均值电流控制之前，首先简要介绍一下模3数字均值电流控制技术拟平均电流控制。如图l所示为模拟平均电流控制Buck变换器电路，图中S和D分别为主电路的功率开关管和图2所示为数字均值电流控制Buck变换器，其中s，整流二级管，V和V分别表示输入电压和输出电压，L和s，，L，C，R分别为功率开关管、整流二级管、输出

6、滤波电C分别为输出滤波电感和输出滤波电容，Re和R分别为感、输出滤波电容和负载电阻；，，别为数字参考电输出滤波电容上的等效串联电阻和负载电阻。压、输入电压和输出电压；⋯，i分别为采样输入电压、采样输出电压和采样电感电流；为控制信号，由与2数字均值电流控制比较得到的误差信号经补偿器(COMP)产生；R为输数字均值电流控制Buck变换器的工作原理与模拟平出滤波电容C上的等效串联电阻。DPWM对。，i及基金项目：黑龙江省教育厅青年学术骨干项目(编号：1154G18)作者简介：杨庆江(1969一)，男，黑龙江哈尔滨人，硕士生导师，博士，研究方向为电力电子装置。·146·

7、http：／／ZZHD．chinajouma1．net．cnE-mail：ZZHD@chainajoarna1．netcn《机械制造与自动化》·电气技术与自动化·杨庆江，等·开关电源数字均值电流控制技术研究i(n)：i(n一1)一md+md一。(8)i=i(n+1)=ill(n)w-mIdT(19)il(n)=i(n)一m2dTs(9)i(n+1)=i(n)一m2dtn+m2d，(1O)由式(15)一式(19)可得第n周期的占空比采用四点均值法，则第n周期的纹波电感电流均值为dn：等—一dn一_l-+(2z0u)Jav：(＼11)，A经整理最终得到：将控制对象代

8、入式(4)中，得：d：二