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斜坡补偿和 “反斜坡补偿“

电流模式在占空比大于0.5时理论上会出现次谐波振荡,于是人们开始设计带斜坡补偿的控制器,而且考虑到实际中不可估计的因素,可能在占空比达到0.4时(或者更小)就要开始进行斜坡补偿。

考虑buck电路,补偿斜坡I_ramp1加在采样电流I_sense上得到I_sum。I_sum再和误差放大器的输出信号Vc比较产生占空比。也就是说Vc控制着电感能达到的最大峰值电流I_peak。

很显然,随着占空比的增大,斜坡补偿电流I_ramp1将会占据I_sum中的很大一部分,因而实际流过电感(或者开关管)的电流I_sense反而会下降。正如下面这幅图所示

这就意味着初始设计的电源,比如1A,5V输出(假定此时占空比为0.48,没有补偿,但一旦超过0.48就会有补偿),此时如果稍稍加重一点负载,占空比将大于0.48,I_ramp1增大,I_sense反而减小,芯片努力的想通过增大占空比来增大输出电流,而结果时越增大占空比输出电流反而越小了(这理解正确么?)

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peng425
LV.5
2
2014-06-16 21:26
不对哦。电流会进入连续模式。所以输出电流不会减少。
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48125W
LV.2
3
2014-06-16 21:38

继续

考虑到有斜坡补偿的控制器在斜坡补偿发生作用时,真实的峰值电流下降,这也就限制了最大输出功率。为了让最大功率不受斜坡补偿电路的影响,人们就发现同时补偿I_sense和Vc可以让输出的峰值电流不受斜坡补偿的影响。也就是说,如果在I_sense叠加一个斜坡I_ramp1,同时在Vc上也叠加一个斜坡V_ramp2,让这两个叠加量相等的话,真实的峰值电流就没有变化。(暂且称之为反斜坡补偿),当然,考虑的Vc端有大电容,可能得先将Vc电压buffer一下得到Vc_buf,而将叠加信号叠加在Vc_buf上面,用Vc_buf和I_sum比较。

可是这一技术的使用能保证不发生次斜波振荡?毕竟这相当于没有补偿啊?

(这一理解又有什么问题?)

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48125W
LV.2
4
2014-06-16 21:41
@peng425
不对哦。电流会进入连续模式。所以输出电流不会减少。

进入CCM?

本来就工作在CCM啊,如果工作在DCM,就没有次谐波振荡这一问题了

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peng425
LV.5
5
2014-06-17 08:16
@48125W
进入CCM?本来就工作在CCM啊,如果工作在DCM,就没有次谐波振荡这一问题了
这种电源轻载时也一定工作在CCM?还有非同步整流的呢?
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48125W
LV.2
6
2014-06-17 09:53
@peng425
这种电源轻载时也一定工作在CCM?还有非同步整流的呢?

很轻的时候可能在DCM啊

和同步不同步有什么关系呢?不懂

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peng425
LV.5
7
2014-06-17 11:25
@48125W
很轻的时候可能在DCM啊和同步不同步有什么关系呢?不懂
你提的问题是“越增大占空比输出电流是不是反而越小了”,回答你不会变小。你又说“本来就工作在CCM”,回答你这种BUCK电路不一定要工作在CCM.有什么不明白。
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48125W
LV.2
8
2014-06-17 11:37
@peng425
你提的问题是“越增大占空比输出电流是不是反而越小了”,回答你不会变小。你又说“本来就工作在CCM”,回答你这种BUCK电路不一定要工作在CCM.有什么不明白。

为什么不会变小?从图中来看,就是变小了啊

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yhtfeel
LV.7
9
2014-06-17 15:51
@48125W
为什么不会变小?从图中来看,就是变小了啊
只是比例变小了,实际值还是变大了!
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peng425
LV.5
10
2014-06-17 17:16
@48125W
为什么不会变小?从图中来看,就是变小了啊
9楼是对的。
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peng425
LV.5
11
2014-06-17 17:17
@48125W
为什么不会变小?从图中来看,就是变小了啊
你可能没有理解电感电流连续的概义。
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peng425
LV.5
12
2014-06-17 21:40
@48125W
继续考虑到有斜坡补偿的控制器在斜坡补偿发生作用时,真实的峰值电流下降,这也就限制了最大输出功率。为了让最大功率不受斜坡补偿电路的影响,人们就发现同时补偿I_sense和Vc可以让输出的峰值电流不受斜坡补偿的影响。也就是说,如果在I_sense叠加一个斜坡I_ramp1,同时在Vc上也叠加一个斜坡V_ramp2,让这两个叠加量相等的话,真实的峰值电流就没有变化。(暂且称之为反斜坡补偿),当然,考虑的Vc端有大电容,可能得先将Vc电压buffer一下得到Vc_buf,而将叠加信号叠加在Vc_buf上面,用Vc_buf和I_sum比较。可是这一技术的使用能保证不发生次斜波振荡?毕竟这相当于没有补偿啊?(这一理解又有什么问题?)[图片]

你没有量化去比较,只是认为一个补偿和一个反补偿就抵消了,这样就没有补偿了是不对的。斜坡补偿可看作是增加电流上升斜率,叠加的VC通过增加电流的阈值以增大占空比来弥补因斜坡补偿而减少的电流值,但此时的占空比仍能满足抑制扰动电流的条件。

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jianyedin
LV.9
13
2014-06-17 23:00
斜坡补偿一直存在,不是小于0.4就没有斜坡补偿
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48125W
LV.2
14
2014-06-18 09:29
@jianyedin
斜坡补偿一直存在,不是小于0.4就没有斜坡补偿

硬件电路一直存在,但是作用不在

所以可以说不存在

(0.4只是一个大概的界限)

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48125W
LV.2
15
2014-06-18 09:45
@peng425
你没有量化去比较,只是认为一个补偿和一个反补偿就抵消了,这样就没有补偿了是不对的。斜坡补偿可看作是增加电流上升斜率,叠加的VC通过增加电流的阈值以增大占空比来弥补因斜坡补偿而减少的电流值,但此时的占空比仍能满足抑制扰动电流的条件。

这个解释好。

我自己也想了想,实际上图中的限值是Vc的钳位值(假设为2V),假设Vc到开关管的跨导增益是3A/V,那么,开关管允许流过的最大电流就是6A。如果这样设计一个运用:占空比0.48,输出电流6/0.48=12.5A。这个时候Vc已经被钳位在2V了,如果负载加重,芯片已经无法通过提高Vc值来提高输出电流了(也就是第一幅图中的情况)。

当然,实际运用中,估计没人会将静态Vc设计在钳位值处。

而楼上的那些回答都是认为Vc静态值在钳位值以下,因而虽然斜坡补偿增加,但是Vc也是增大的,所以还能保证输出电流不变。

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