電源適配器電流模式控制 | |||||
24W電源適配器電流模式控制電路有兩個(gè)反饋環(huán),如圖所示:一個(gè)響應(yīng)速度慢的外環(huán)通過(guò)R1、B2和誤差放大器EA檢測(cè)直流輸出電壓,從而產(chǎn)生控制電壓V;另外一個(gè)是由R1,V和脈沖寬度調(diào)節(jié)器PWM構(gòu)成的快速響應(yīng)的電流內(nèi)環(huán),通過(guò)R1檢測(cè)開(kāi)關(guān)管的峰值電流(即峰值電感電流)并逐周期限流以保持此峰值電流恒定。這種方式可以解決推挽電路的偏磁問(wèn)題,在解決偏磁問(wèn)題的其他方法。不是那么可靠的情況下,電流模式控制使得推挽電路變得更加實(shí)用。此外,由于開(kāi)關(guān)管的電流波形峰值恒定,也簡(jiǎn)化了反饋環(huán)路的設(shè)計(jì)。 補(bǔ)充:本例中所用變換器為正激型拓?fù)洌边呺娏髡凵涞皆?,通過(guò)檢測(cè)流過(guò)Q1和Q2的公共電流,電流內(nèi)環(huán)有效控制輸出電感L的電流。電流內(nèi)環(huán)通過(guò)逐周期調(diào)節(jié)保持L的峰值電流恒定,僅在緩慢地響應(yīng)輸出電壓調(diào)整時(shí)調(diào)節(jié)電流。因此,將L、的峰值電流作為控制參數(shù),這就將L排除在電壓外環(huán)的小信號(hào)傳遞函數(shù)之外,使得閉環(huán)響應(yīng)速度更快。同時(shí),由于電流為控制參數(shù),使得限流和短路保護(hù)成為電流模式控制的固有特性。又由于電流被逐周期控制,因此可以有效控制Q1和Q2電流不平衡,變壓器T不存在飽和問(wèn)題。并且,輸入電壓的任何變化都被L上的峰值輸出電流(變化)抵消,因此變換器具有優(yōu)良的網(wǎng)壓調(diào)節(jié)性能。電源適配器電流饋電拓?fù)?/strong> 如圖所示,電流饋電拓?fù)浣?jīng)過(guò)一個(gè)輸入電感(扼流圈)來(lái)從輸入端獲取能量。圖中推挽正激變換器的變壓器頂端從輸入電感L獲得能量。電路的輸入是一個(gè)高內(nèi)阻的電流源(輸入電感L1),而不是低內(nèi)阻的整流濾波電容或電池。較高的源阻抗可有效地解決變壓器T1的偏磁問(wèn)題,并且具有其他一些優(yōu)點(diǎn)。 電源適配器電流模式控制 在以前討論的所有電壓型拓?fù)渲?,輸出電壓都是的控制參?shù)。在這些電路中,對(duì)負(fù)載電流變化的調(diào)整過(guò)程是:電流變化引起輸出電壓的微小變化,而誤差放大器會(huì)檢測(cè)到這個(gè)變化并且調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間以保持輸出電壓恒定,但電壓型拓?fù)洳⒉恢苯訖z測(cè)輸出電流。 在19世紀(jì)80年代,一種電壓和電流同時(shí)被檢測(cè)的新拓?fù)洹娏髂J酵負(fù)涑霈F(xiàn)了。雖然這種拓?fù)湓诖艘郧耙矠槿怂?,但由于需要分立元件?shí)現(xiàn)控制,所以應(yīng)用并不廣泛。當(dāng)Uni-trode推出一款能實(shí)現(xiàn)電流模式控制所有功能的新型PwM芯片一UC1846時(shí),電流控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)很快被大家認(rèn)同并得到了廣泛應(yīng)用。 補(bǔ)充:如今,市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了許多功能類(lèi)似的電流模式控制芯片。 Unitrode成為了T公司的一部分。 UC1846采用電流模式控制,輸出兩路相位差為180°的PwM脈沖信號(hào),可應(yīng)用于推挽、半橋、全橋、交錯(cuò)正激或者反激變換器。現(xiàn)在也有較廉價(jià)的單端PwM控制器—UC1842,可應(yīng)用于電流模式的單端變換器,如正激、反激和Buck調(diào)整器。 電源適配器電流模式控制的優(yōu)點(diǎn) 防止推挽變換器的偏磁問(wèn)題 當(dāng)推挽變換器的變壓器磁心工作點(diǎn)偏離磁滯回線原點(diǎn),就會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。其后果是磁心飽和,使一只晶體管承受的電流遠(yuǎn)大于另外一只,如圖所示。
電流模式檢測(cè)每個(gè)周期的電流脈沖,并且通過(guò)調(diào)整晶體管導(dǎo)通時(shí)間使交替電流脈沖峰值相等。這一特點(diǎn)使推挽電路可應(yīng)用于各種新設(shè)計(jì),并且對(duì)其他拓?fù)湟卜浅S袃r(jià)值。例如,電流模式出現(xiàn)之前,為可靠防止偏磁,往往選擇沒(méi)有偏磁現(xiàn)象的正激變換器,而這提高了設(shè)計(jì)成本。 從式可知,正激變換器的初級(jí)電流峰值為3.13(P/V)。而由式可知,推挽電路的電流峰值只有它的一半,即1.56(P/V)。在小功率場(chǎng)合,盡管在同等輸出功率條件下,正激變換器峰值電流是推挽電路的兩倍,但由于只用一個(gè)晶體管,其應(yīng)用還是比較廣泛的。但在大功率場(chǎng)合,正激變換器峰值電流是推挽電路的兩倍的問(wèn)題就顯得非常突出了。推挽拓?fù)浞浅_m用于通信電源適配器的場(chǎng)合,其輸入電壓范圍為38~60V,而可保證沒(méi)有偏磁問(wèn)題的電流模式推挽電路正適用于這種電源適配器。 對(duì)輸入網(wǎng)壓變化無(wú)誤差放大器延時(shí)的快速響應(yīng)(電壓前饋特性) 輸入網(wǎng)壓變化會(huì)立即引起晶體管導(dǎo)通時(shí)間調(diào)整是電流模式本身固有的特性。與傳統(tǒng)的電壓模式不同,這種響應(yīng)無(wú)需等到輸出變化反饋到誤差放大器時(shí)才發(fā)生,因此沒(méi)有延遲。具體情況將在后面詳細(xì)討論。 反饋環(huán)路設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化 前面討論的所有拓?fù)洌ǚ醇ぷ儞Q器除外)都有一個(gè)LC輸出濾波器。在略大于諧振頻率時(shí),LC濾波器可造成較大180°的相移,且隨頻率的提高,輸出輸入的電壓增益會(huì)快速下降。隨著頻率的上升,串聯(lián)L支路阻抗會(huì)上升,而并聯(lián)支路阻抗會(huì)下降。
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| 發(fā)布時(shí)間:2019.03.23 來(lái)源:電源適配器廠家 |
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