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斜坡補償和 “反斜坡補償“

電流模式在占空比大于0.5時理論上會出現次諧波振蕩,于是人們開始設計帶斜坡補償的控制器,而且考慮到實際中不可估計的因素,可能在占空比達到0.4時(或者更小)就要開始進行斜坡補償。

考慮buck電路,補償斜坡I_ramp1加在采樣電流I_sense上得到I_sum。I_sum再和誤差放大器的輸出信號Vc比較產生占空比。也就是說Vc控制著電感能達到的最大峰值電流I_peak。

很顯然,隨著占空比的增大,斜坡補償電流I_ramp1將會占據I_sum中的很大一部分,因而實際流過電感(或者開關管)的電流I_sense反而會下降。正如下面這幅圖所示

QQ圖片20140616210203

這就意味著初始設計的電源,比如1A,5V輸出(假定此時占空比為0.48,沒有補償,但一旦超過0.48就會有補償),此時如果稍稍加重一點負載,占空比將大于0.48,I_ramp1增大,I_sense反而減小,芯片努力的想通過增大占空比來增大輸出電流,而結果時越增大占空比輸出電流反而越小了(這理解正確么?)

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peng425
LV.5
2
2014-06-16 21:26
不對哦。電流會進入連續模式。所以輸出電流不會減少。
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48125W
LV.2
3
2014-06-16 21:38

繼續

考慮到有斜坡補償的控制器在斜坡補償發生作用時,真實的峰值電流下降,這也就限制了最大輸出功率。為了讓最大功率不受斜坡補償電路的影響,人們就發現同時補償I_sense和Vc可以讓輸出的峰值電流不受斜坡補償的影響。也就是說,如果在I_sense疊加一個斜坡I_ramp1,同時在Vc上也疊加一個斜坡V_ramp2,讓這兩個疊加量相等的話,真實的峰值電流就沒有變化。(暫且稱之為反斜坡補償),當然,考慮的Vc端有大電容,可能得先將Vc電壓buffer一下得到Vc_buf,而將疊加信號疊加在Vc_buf上面,用Vc_buf和I_sum比較。

可是這一技術的使用能保證不發生次斜波振蕩?畢竟這相當于沒有補償啊?

(這一理解又有什么問題?)

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48125W
LV.2
4
2014-06-16 21:41
@peng425
不對哦。電流會進入連續模式。所以輸出電流不會減少。

進入CCM?

本來就工作在CCM啊,如果工作在DCM,就沒有次諧波振蕩這一問題了

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peng425
LV.5
5
2014-06-17 08:16
@48125W
進入CCM?本來就工作在CCM啊,如果工作在DCM,就沒有次諧波振蕩這一問題了
這種電源輕載時也一定工作在CCM?還有非同步整流的呢?
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48125W
LV.2
6
2014-06-17 09:53
@peng425
這種電源輕載時也一定工作在CCM?還有非同步整流的呢?

很輕的時候可能在DCM啊

和同步不同步有什么關系呢?不懂

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peng425
LV.5
7
2014-06-17 11:25
@48125W
很輕的時候可能在DCM啊和同步不同步有什么關系呢?不懂
你提的問題是“越增大占空比輸出電流是不是反而越小了”,回答你不會變小。你又說“本來就工作在CCM”,回答你這種BUCK電路不一定要工作在CCM.有什么不明白。
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48125W
LV.2
8
2014-06-17 11:37
@peng425
你提的問題是“越增大占空比輸出電流是不是反而越小了”,回答你不會變小。你又說“本來就工作在CCM”,回答你這種BUCK電路不一定要工作在CCM.有什么不明白。

為什么不會變小?從圖中來看,就是變小了啊

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yhtfeel
LV.7
9
2014-06-17 15:51
@48125W
為什么不會變小?從圖中來看,就是變小了啊
只是比例變小了,實際值還是變大了!
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peng425
LV.5
10
2014-06-17 17:16
@48125W
為什么不會變小?從圖中來看,就是變小了啊
9樓是對的。
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peng425
LV.5
11
2014-06-17 17:17
@48125W
為什么不會變小?從圖中來看,就是變小了啊
你可能沒有理解電感電流連續的概義。
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peng425
LV.5
12
2014-06-17 21:40
@48125W
繼續考慮到有斜坡補償的控制器在斜坡補償發生作用時,真實的峰值電流下降,這也就限制了最大輸出功率。為了讓最大功率不受斜坡補償電路的影響,人們就發現同時補償I_sense和Vc可以讓輸出的峰值電流不受斜坡補償的影響。也就是說,如果在I_sense疊加一個斜坡I_ramp1,同時在Vc上也疊加一個斜坡V_ramp2,讓這兩個疊加量相等的話,真實的峰值電流就沒有變化。(暫且稱之為反斜坡補償),當然,考慮的Vc端有大電容,可能得先將Vc電壓buffer一下得到Vc_buf,而將疊加信號疊加在Vc_buf上面,用Vc_buf和I_sum比較。可是這一技術的使用能保證不發生次斜波振蕩?畢竟這相當于沒有補償啊?(這一理解又有什么問題?)[圖片]

你沒有量化去比較,只是認為一個補償和一個反補償就抵消了,這樣就沒有補償了是不對的。斜坡補償可看作是增加電流上升斜率,疊加的VC通過增加電流的閾值以增大占空比來彌補因斜坡補償而減少的電流值,但此時的占空比仍能滿足抑制擾動電流的條件。

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jianyedin
LV.9
13
2014-06-17 23:00
斜坡補償一直存在,不是小于0.4就沒有斜坡補償
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48125W
LV.2
14
2014-06-18 09:29
@jianyedin
斜坡補償一直存在,不是小于0.4就沒有斜坡補償

硬件電路一直存在,但是作用不在

所以可以說不存在

(0.4只是一個大概的界限)

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48125W
LV.2
15
2014-06-18 09:45
@peng425
你沒有量化去比較,只是認為一個補償和一個反補償就抵消了,這樣就沒有補償了是不對的。斜坡補償可看作是增加電流上升斜率,疊加的VC通過增加電流的閾值以增大占空比來彌補因斜坡補償而減少的電流值,但此時的占空比仍能滿足抑制擾動電流的條件。

這個解釋好。

我自己也想了想,實際上圖中的限值是Vc的鉗位值(假設為2V),假設Vc到開關管的跨導增益是3A/V,那么,開關管允許流過的最大電流就是6A。如果這樣設計一個運用:占空比0.48,輸出電流6/0.48=12.5A。這個時候Vc已經被鉗位在2V了,如果負載加重,芯片已經無法通過提高Vc值來提高輸出電流了(也就是第一幅圖中的情況)。

當然,實際運用中,估計沒人會將靜態Vc設計在鉗位值處。

而樓上的那些回答都是認為Vc靜態值在鉗位值以下,因而雖然斜坡補償增加,但是Vc也是增大的,所以還能保證輸出電流不變。

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