开关电源变换器工作模式

如题所述

探索开关电源变换器的多元工作模式


一、常规峰值电流模式:动态与精度的平衡


双闭环控制体系中,峰值电流模式以电压误差放大器(VEA)和分压电阻与补偿网络为核心,可分为通用和跨导型两种。负载变化对输出电压的影响通过电流调节器实现,它既是电压控制的电流源,又拥有动态电流内环控制。两种模式间的差异在于连续与非连续工作方式,前者具有软启动特性、精确电流检测和快速瞬态响应,设计简单且稳定性高。然而,开环稳定性不足、次谐波振荡和噪声敏感性是其局限。


二、固定/相加峰值电流模式:灵活与效率的结合


固定关断时间模式以变频控制为特点,涉及定时器、比较器和电流控制,结构简洁。相加峰值电流模式采用双环控制,外环调节输出电压,电流比较决定开关状态,适应负载变化,但参数调整相对复杂。


三、平均电流模式:精确与稳定的守护者


平均电流模式通过误差放大器进行系统结构调整,对负载变化有稳定的响应,特别在抗噪声和精确跟踪上表现出色。但电流放大器的增益在频率上有限制,设计较为复杂。


四、滞回电流模式:适应性与稳定性的双重保障


滞回电流模式采用双环控制,外环比较电压,内环检测电流。工作时,电流检测信号直接驱动开关状态。虽然稳定性好,但全周期检测要求较高,且变频时电感设计面临挑战。


COT模式:适用于低占空比的高效解决方案


COT模式以固定开通时间为主,注重低端谷点电流检测,特别适合小占空比应用。其工作原理涉及双闭环控制,通过调整开关周期来应对负载变化,但需要斜坡补偿和复杂电感设计。


总结:


各种模式各有优势,峰值模式在宽输入电压和快速响应负载上表现卓越,但可能面临噪声和补偿问题;平均模式则以精度和稳定性为卖点,但设计复杂;滞回和COT模式则侧重于适应性和效率,各有其特定的应用场景和挑战。理解并选择适合的模式是设计高效开关电源的关键。

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