反激开关电源中为什么要进行斜坡补偿？

kal9623287

反激开关电源中为什么要进行斜坡补偿？ [复制链接]

请教各位老师，下面是反激开关电源中UC3842的电路参考原理图中的斜波补偿，反激开关电源中为什么要进行斜坡补偿？什么情况下补偿，怎么进行参数计算？

    这两种斜波补偿有什么区别

maychang

【下面是反激开关电源中UC3842的电路参考原理图中的斜波补偿】

从这句话和你贴出的图，可知你手中有UC3842说明书。为什么要进行斜坡补偿，什么情况下补偿，在该说明书中就有。

maychang

UC3842~3845系列芯片有两个反馈环：电流环和电压环。并非所有反激开关电源都是具有两个反馈环的。斜坡补偿是针对电流环而言。没有电流反馈环的反激开关电源，自然谈不到斜坡补偿。即使是具有电流环的反激开关电源，也不一定需要斜坡补偿，多数使用UC3842~3845控制芯片的反激开关电源是未使用斜坡补偿的。

maychang

什么情况下补偿？下面这幅复制于说明书的图讲得最清楚。

 

led2015

一、为什么要进行斜坡补偿？

1. ‌防止次谐波振荡‌：在高占空比（尤其是超过50%）时，如果没有适当的斜坡补偿，系统可能会产生次谐波振荡，这会导致输出电压和电流的不稳定，甚至损坏电源和负载设备。
2. ‌提高系统稳定性‌：斜坡补偿通过向控制回路中引入一个与开关频率同步的斜坡波形，减少了由于电流感测信号中的噪声或延时导致的控制误差，从而改善了系统的动态响应和稳定性。
3. ‌优化电源性能‌：斜坡补偿还可以帮助电源在负载变化时更快地响应，保持输出电压的稳定，并降低电磁干扰（EMI）和电磁辐射（EMR）。

二、什么情况下需要进行斜坡补偿？

1. ‌高占空比条件‌：当反激开关电源的占空比大于50%时，特别是接近1时，通常需要进行斜坡补偿。
2. ‌电流连续模式（CCM）‌：在电流连续模式下运行的反激变换器，如果占空比足够大，也可能需要斜坡补偿来防止系统不稳定。
3. ‌对稳定性要求高的应用‌：对于需要高稳定性和低噪声的电源应用，即使占空比不高，也可能考虑加入斜坡补偿以优化性能。

三、如何进行斜坡补偿的参数计算？

斜坡补偿的参数计算涉及多个因素，包括占空比、输出电压、电感值以及所需的相位裕度等。以下是一些关键的步骤和考虑因素：

1. ‌确定补偿斜率‌：

   • 补偿斜率（Mc）与电流内环的相位裕度（PM）有关，可以通过公式计算：
     [
     Mc = \left(1 - \frac{1}{D} + \frac{1}{2D \cdot \cos(PM)}\right) \cdot \frac{Vo}{L}
     ]
     其中，D是占空比，Vo是输出电压，L是电感。
   • 在实际应用中，斜坡补偿的斜率通常选择为电感电流下降斜率（M2）的0.75倍，即 (Mc = 0.75M2)，以保证系统的稳定性。

2. ‌设计补偿电路‌：

   • 补偿电路通常包括一个斜坡发生器和一个加法器。斜坡发生器可以基于PWM信号或RC振荡电路产生斜坡波形。
   • 加法器将斜坡波形与电流感测信号相加，形成补偿后的电流信号，供UC3842进行峰值电流控制。

3. ‌调整和优化‌：

   • 根据实际测试结果和负载变化情况，调整斜坡补偿的斜率和电路参数，以优化电源的稳定性和性能。
   • 注意考虑电源的体积、成本以及电磁兼容性等因素，确保设计的合理性和可行性。

kal9623287

maychang 发表于 2024-9-18 13:52 什么情况下补偿？下面这幅复制于说明书的图讲得最清楚。  

谢谢老师回答

请问1楼的两个图不同的补偿，这两种斜波补偿效果上有什么区别

kal9623287

led2015 发表于 2024-9-18 19:38 一、为什么要进行斜坡补偿？ ‌防止次谐波振荡‌：在高占空比（尤其是超过50%）时，如果没有 ...

请问1楼的两个图不同的补偿，这两种斜波补偿效果上有什么区别

maychang

kal9623287 发表于 2024-9-19 09:39 谢谢老师回答 请问1楼的两个图不同的补偿，这两种斜波补偿效果上有什么区别

【请问1楼的两个图不同的补偿，这两种斜波补偿效果上有什么区别】

两个图中，“斜坡”产生的方式不同，一个是从控制芯片的RC振荡电路取出，下面那个则是从反激变压器辅助绕组取出。至于效果，区别不大。

kal9623287

maychang 发表于 2024-9-19 09:56 【请问1楼的两个图不同的补偿，这两种斜波补偿效果上有什么区别】 两个图中，“斜坡”产生 ...

原来是这样，谢谢

kal9623287

led2015 发表于 2024-9-18 19:38 一、为什么要进行斜坡补偿？ ‌防止次谐波振荡‌：在高占空比（尤其是超过50%）时，如果没有 ...

这个公式是怎么来的啊

 

北堂

防止次谐波振荡，了解了次谐波振荡，公式就会推了。