新人必看的双环电流型PWM控制器原理简析

PWM控制器对于很多工程师来说，都是在电子电路系统设计过程中不可缺少的重要配件，其中，双环电流型PWM控制器在开关电源以及LED电源设计领域的应用更是非常广泛。本文将会就这一双环电流型PWM控制器的工作原理和运行特点进行简析，希望能够对新人工程师的日常工作提供一定帮助。

双环电流型PWM控制器工作原理

所谓的双环电流型PWM控制器，其实也是PWM控制器的一种，但这种类型的脉宽调制控制器是在普通电压反馈PWM控制环内部增加了一个电流反馈的控制环节，因此这一元件除了包含电压型PWM控制器的功能外，还能够检测开关电流或电感电流，实现电压电流的双环控制。一个基础的双环电流型PWM控制器电路原理图如下图图1所示。

图1 双环电流型PWM控制器原理图

从图1所提供的双环电流型PWM控制器原理图中可以明显看出，这一电流型控制器有两个控制闭合环路：一个是输出电压反馈误差放大器A，用于与基准电压比较后产生误差电压。另一个是变压器初级（电感）中电流在Rs上产生的电压与误差电压进行比较，产生调制脉冲的脉宽，使得误差信号对峰值电感电流起着实际控制作用。

结合图1所给出的双环电流型控制器的原理图，我们可以将这一PWM控制器的工作过程总结为：假设输入电压下降，整流后的直流电压下降，经电感延迟使输出电压下降，经误差放大器延迟，Vea上升，占空比变化，从而维持输出电压不变。在电流环中电感的峰值电流也随输入电压下降，电感电流的斜率diPdt下降，导致斜坡电压推迟到达Vea，使PWM占空比加大，起到调整输出电压的作用。由于这一电流型控制器在运行时能够同时对电压和电流控制作用，所以控制效果较好在实际中得到广泛应用。

双环电流型PWM控制器的特点

在实际的工作应用中，双环电流型PWM控制器的特点主要有以下几个方面。首先，由于输入电压Vi的变化能够立即反映为电感电流的变化，不经过误差放大器就能在比较器中改变输出脉冲宽度（电流控制环），因而使用这一控制器设计的系统其电压调整率非常好，可达到0.01%PV，能够与线性移压器相比。同时，双环控制系统内在的快速响应和高稳定性，反馈回路的增益较高，不会造成稳定性与增益的矛盾，使输出电压有很高的精度。

双环电流型PWM控制器还有一个很明显的优点，那就是由于其Rs上感应出峰值电感电流，只要Rs上电平达到1V，PWM控制器就能够立即关闭，形成逐个脉冲限流电路，使得在任何输入电压和负载瞬态变化时，功率开关管的峰值电流被控制在一定范围内，在过载和短路时对主开关管起到有效保护。

在应用过程中，这一双环电流型的PWM控制器还有一个显著特点，那就是被应用在电路系统中时能够极大地改善负载调整率。其误差放大器用于控制，由于负载变化造成的输出电压变化，使得当负载减小时电压升高的幅度大大减小，明显改善了负载调整率。因为电流型控制器的系统内环是一个良好的受控电流放大器，所以把电流取样信号转变成的电压信号和一个公共电压误差放大器的输出信号相比较，就可以实现并联均流，因而系统并联较易实现。