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电源反馈设计速成篇之九比较篇(Current Mode or Voltage Mode)

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电源

电源反馈设计速成篇之九比较篇(Current  Mode  or  Voltage  Mode)

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电源反馈设计速成篇之九: 比较篇(Current
Mode or Voltage Mode)
本文来自
Dr. Ray Ridley
的 “Current
Mode or Voltage Mode”
电流模式的优点:
1.
易补偿
电压模式在滤波器谐振频率后相½急剧下降需要
Type 3
补偿器稳定系统。
电流模式在½频象单极点系统, 因为电流环控制了电感。这增加了相½裕量½
变换器更易于控制。Type
2
补偿器已足够了, 极大地简化了设计。图
1
比较了
电压模式和电流模式主回路幅值和相½,显示电流模式是多么容易补偿。
2. RHP
零点变换器
电流模式不½消除 Boost, Flyback 等变换器的 RHP 零点。½是它½½这些
变换器的补偿更容易。对电压模式来说,剪切频率要高于滤波器谐振频率,否
则滤波器要产生振荡。如果变换器的剪切频率受到 RHP 零点的限制,剪切频率
不可½高于滤波器谐振频率。对电流模式来说就不存在这一问题。
3. CCM
DCM
运行
电压模式从
CCM
进入
DCM
时改变很大如图
2
所示。要设计一个补偿器让
电压模式在
CCM
DCM
下½有½的性½是不可½的。对电流模式来说跨越
CCM
DCM
就不存在这一问题。在剪切频率处特性几乎一致如图
3
所示。在
CCM
DCM
下有优化的响应是主要优点, 这让主电路的运行更有效。让变换
器对所有的负½½,输入电压, 温度,瞬间变化,其他参数变化时保持在
DCM
下可½导致严重的元件应力。
4.
抗输入噪音
电流的闭环给输入噪音带来了极大的衰减。对
Buck,
适½的锯½波补偿可½
输入½响为零。即½电流模式电压环的中等增益也可极大衰减输入纹波。对电
压模式来说, 实现同样的性½要有大的多的增益才行。
电流模式的缺点:
1.
电流检测
需要更多的电路,或损耗来精确的检测开关电流或电感电流。对大多数隔离
电源, 用取样电阻或电流互感器检测开关电流。电流取样必须有足够的带½来
重建电流信号。电流互感器带½必须比开关频率高几个数量级才½可靠工½。
2.
子谐波振荡不稳定
占空比接近
50%时不稳定。可用斜波补偿解决,½增加了复杂性。
3.
信噪比
电流模式电源最大的问题是电流检测信号的噪音。电流检测信号往往太小,
PWM
芯片限制, 小于
1V。直流分量大而交流分量小。
如果考虑到尖峰和
振荡情况将更糟。
解决方案包括滤波,改变检测点,LEB(前沿封锁)。
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1.
电压模式和电流模式主回路幅值和相½
2.
电压模式
CCM
DCM
主回路幅值和相½
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3.
电流模式
CCM
DCM
主回路幅值和相½
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