基于PSpice的升壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計與仿真
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
曲線④為電感電流波形。可以看到電感電壓雖然出現(xiàn)了跳變，但電感電流仍然是連續(xù)的。
曲線⑤是輸出電壓波形，也是電容電壓?？梢钥吹交謴?fù)尖峰以及電壓紋波。若考慮輸出電容的ESR，則相對紋波為
曲線⑥是輸入電流，明顯它是連續(xù)的。
1．2 工作于臨界導(dǎo)通模式下的電感電流
當電感電流紋波降到0時，功率開關(guān)S1立即閉合，電感電流又向上增大。如圖3所示電感電流處于臨界點的電流變化。此時，電感電流平均值即對稱三角形的電流平均值為最大值的1／2。即
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聯(lián)立以上兩式，可得R和L的臨界值
2 PWM開關(guān)模式
1986年前后，脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation，PWM)開關(guān)模式被提出，先后出現(xiàn)了電壓模式和電流模式。電流模式是目前常用的控制方法之一。
2．1 電流模式及其不穩(wěn)定性
電流模式檢測電感電流和開關(guān)電流，并在逐個脈沖的基礎(chǔ)上同誤差放大器的輸出進行比較，控制PWM脈寬，由于電感電流隨誤差信號的變化而變化，從而更容易設(shè)置控制環(huán)路，改善了線性調(diào)整率。
在CCM條件下，占空比超過50％時，電流模式存在固有不穩(wěn)定性，也稱為次諧波振蕩。這種不穩(wěn)定性與穩(wěn)壓器的閉環(huán)特性無關(guān)，它是由固定頻率和峰值電流取樣同時工作所引起。圖4(a)顯示了這種現(xiàn)象，在t0時刻，開關(guān)開始導(dǎo)通，使電感電流以斜率m1上升，t1時刻，電流取樣輸入達到由控制電壓建立的門限。這導(dǎo)致開關(guān)斷開，電流以斜率m2衰減，直至下一個振蕩器周期。如果有一個擾動加到控制電壓上，產(chǎn)生一個小的△I，在一個固定的振蕩器周期內(nèi)，電流衰減時間減少，最小電流在開關(guān)接通時刻t2，上升了△I+△I*m2／m1。最小電流在下一個周期t3減小至(△I+△I*m2／m1)m2／m1。如果m2>m1，這樣擾動經(jīng)過幾個開關(guān)周期的逐漸積累后，就會出現(xiàn)占空比一大一小的現(xiàn)象，即發(fā)生了次諧波振蕩。圖4(b)顯示了通過在控制電壓上增加一個與脈寬調(diào)制時鐘同步的人為斜坡，該斜坡的斜率如果≤m2／2，才能使得電感電流跟隨控制電壓，達到真正的電流模式工作。
2．2 高性能電流模式控制器UC2843簡介
UC2843是一種電流型脈寬調(diào)制電源芯片，價格低廉，廣泛應(yīng)用于電子信息設(shè)備的電源電路設(shè)計，常用作反饋式開關(guān)電源的控制電路。UC 2843工作電壓為8．5～36 V，是專為離線和DC-DC變換器應(yīng)用而設(shè)計，提供了只需少量外部元件就能獲得低成本高效益的解決方案。具有可微調(diào)的振蕩器、能進行精確的占空比控制、溫度補償?shù)膮⒖茧妷骸⒏咴鲆娴恼`差放大器。電流取樣比較器和大電流圖騰柱式輸出，是驅(qū)動功率MOSFET的理想器件。其它的保護特性包括滯后式欠壓鎖定，低壓鎖定門限為8．5 V(通)和7．6 V(斷)，還有逐周電流限制、可控輸出靜區(qū)時間等。
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