新电流模式控制方式

qwqwqw2088 · 发表于2015-10-13 20:13

新电流模式控制方式 [复制链接]

与通过控制占空比及控制流入转换器中的功率来操作电源的传统脉冲宽度调制（PWM）技术不同，谐振开关技术通过对整流开关器进行正弦调制来处理电源。结果显示，相较于 PWM，谐振开关技术能够显著地降低所开关损耗和噪音。谐振开关技术同时也可提高开关频率来减小无源部件尺寸。正因如此，谐振转换器对于需要考虑尺寸大小的各种应用而言具有非常大的优势。市面上有众多在售的谐振转换器，其中 LLC 的谐振转换器拓扑最受欢迎。这归功于它的许多优势，包括全负载变化范围内以相对较小的开关频率变化来调节输出的能力。LLC 谐振转换器同时也能够在全工作范围内针对初级侧开关实现零电压开关（ZVS），针对次级侧整流器实现零电流开关（ZCS），并将磁性元件集成到一个变压器当中。

大多数的 LLC 谐振转换器使用的是电压控制模式，在该模式下开关频率由误差放大器的输出电压控制。然而，该模式也有不足之处。由于四个极点会根据输入电压和负载条件而改变，因此 LLC 谐振转换器的补偿网络设计在频率响应方面实现起来比较有挑战。图 1 显示了传统电压型控制模式下的 LLC 谐振转换器的电路图。通过将输出电压和基准电压进行对比产生控制信号，信号控制半桥电路中两个开关的开关频率。如图 2 所示，由于多极点系统要求的是缓慢的反馈控制回路设计，因此 LLC 谐振转换器对控制信号变化响应敏感是该控制模式的一个局限。

FAN7688_Blog_Pic1

图 1:使用电压控制模式的 LLC 谐振转换器

图 2:使用电压控制模式的 LLC 谐振转换器对控制信号变化的响应

峰值电流控制模式，通常被用于 PWM 转换器将多极点系统简化为单极点系统。由于开关电流不进行单调递增，因此该模式不能用于 LLC 谐振转换器。值得庆幸的是，多谐振转换器能够使用电荷控制技术来提高动态性能。如图 3 所示，电荷控制技术将开关电流的总电荷与控制电压进行对比来调节开关频率。如图 4 所示，LLC 谐振转换器对控制信号变化的响应非常稳定。由于开关电流的电荷在一个开关周期内与平均输入电流是成比例的，因此电荷控制技术通过一个快速的内部环路实现了包括固有线路前馈在内的卓越瞬态响应。

图 3:使用电流控制模式的 LLC 谐振转换器

图 4:使用电流控制模式的 LLC 谐振转换器对控制信号变化的响应

FAN7688 是一款针对 LLC 谐振转换器而研发的先进脉冲频率调制 (PFM) 控制器，其特点在于对电荷起到控制作用的电流控制模式。在该模式下，开关频率由振荡器三角波形和集成开关电流信息共同决定。该控制器提供了更好的功率级控制-输出功率函数，以简化反馈回路的设计并真正实现输入功率限制。图 5 显示了采用 FAN7688 的典型应用电路。

图 5:典型应用电路