平均電流控制模式開關(guān)變換器建模分析與設(shè)計.pdf

1、由于移動電子、車載電子及智能工業(yè)控制等電子設(shè)備的發(fā)展應用，電源芯片產(chǎn)品銷量快速增長，電源管理技術(shù)愈來愈受到各大電子設(shè)備廠商及科研單位的重視。目前電源芯片以高速低功耗低成本為發(fā)展方向，從系統(tǒng)控制方式、電路結(jié)構(gòu)及器件工藝等各方面對電源芯片進行優(yōu)化改進，平均電流控制模式的開關(guān)調(diào)整器因具有調(diào)整速度快、穩(wěn)定性好、噪聲低等優(yōu)點得到了廣泛應用。然而，由于電流控制模式為雙環(huán)控制，電流內(nèi)環(huán)與電壓外環(huán)的環(huán)路增益及各零極點設(shè)置成為該控制模式的關(guān)鍵，以在保證系

2、統(tǒng)穩(wěn)定工作前提下提高瞬態(tài)性能。
　　本文介紹了各類主要的Buck電源調(diào)整器，包括單環(huán)控制類的電壓控制模式及雙環(huán)控制類的電流控制模式，電流控制模式中以峰值電流模式與平均電流模式為例進行了比較分析。在對比總結(jié)了各類電源芯片優(yōu)缺點后，針對平均電流控制模式進行了深入研究。分別對電流環(huán)與電壓環(huán)的傳輸特性進行了小信號模型分析，計算出各零極點頻率的表達式，并分別推導出兩環(huán)路的環(huán)路傳輸函數(shù)與截止頻率。
　　根據(jù)雙環(huán)路控制模式的分析結(jié)果，分三

3、種不同參數(shù)情況，建立了平均電流模式Buck調(diào)整器模型，其電流環(huán)截至頻率與電壓環(huán)截止頻率關(guān)系分別為大于、小于及等于，以假定電流誤差放大器輸出斜率恰好等于鋸齒波斜率為前提條件，推算出預期的截止頻率，由該截止頻率來計算各模型零極點頻率與補償參數(shù)，使得環(huán)路在滿足穩(wěn)定性原則基礎(chǔ)上，有足夠的設(shè)計裕量。
　　設(shè)計了平均電流模式的Buck變換器驗證電路，該電路除了核心的比較器及基準等模塊還包括了過溫保護、欠壓鎖存、過壓保護、短路保護、軟啟動等輔助