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【好书共读——《开关电源仿真与设计-基于SPICE》】——004占空比如何调节输出? [复制链接]

占空比如何调节输出电压或输出电流
 
        如我们所知,不论是降压BUCK还是升压BOOST变化器,都是通过调节PWM占空比实现输出电压或电流变化的。变换器需要保证输出稳定,它可以通过环路反馈控制占空比变化来维持输出电流或者电压恒定。那么控制器是如何调节占空比的?下面将分为电压输出模式和电流输出模式进行讲解。
1、电压工作模式
        日常中,开关变换器最常用的是电压输出,即将电压保持在某个恒定值。此时就需要电压反馈环路起作用了。如图1所示,表示一个最小的变压器变压输出控制电路。其主要包括输入线圈,次级输出线圈,电阻分压反馈电路,参考电压电路、误差放大器、三角波发生器、PWM调控器以及MOS开关部分。
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图 1
        如图1所示,输出电压通过Rupper和Rlower分压决定。误差放大器的主要作用是将输出电压和参考电压的差值放大,PWM调制器的作用是将误差放大器输出电压与三角波做比较。如图2所示,误差放大器输出值大于三角波值时,PWM输出高电平,反之输出低电平。
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图 2
        当输出电压大于设定值时,误差放大器输出值变小,PWM调制器输出低电平,MOS管关闭,占空比降低。反之,当输出电压小于设定值时,误差放大器输出值变大,PWM调制器输出高电平,MOS管打开,占空比变高。因而,通过调节占空比,实现输出电压稳定。
2、电流工作模式
        在电流工作模式下,PWM由流过电感的电流来确定是否触发。电流工作模式的电路拓扑如图3所示。与电压控制模式相比,电压模式直接用PWM发生器控制MOS管,而电流模式通过锁存器控制MOS管。
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图 3
        如图3所示,电流模式下,电流检测比较器一端接电流采样电压,另外一端接输出电压的误差放大器输出,通过比较输出电流和误差电压来确保输出电流恒定,此时调制器依赖于瞬态电感电流。由于瞬态电感电流变化较快,在电路中增加锁存器来降低电流的瞬态变化率。当锁存器时钟到来时,MOS管将电流检测比较器输出值更新到MOS管驱动端,因而也可以通过修改锁存器时钟来改变占空比。误差电压与输出电流的关系如图4所示。当输出电流变大时,MOS管的占空比也在不断增大,电流模式通过电感峰值电流间接控制。
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图 4

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五彩晶圆(高级)

图4画的比较经典,当输出电流变大时,MOS管的占空比也在不断增大,电流模式通过电感峰值电流间接控制。


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