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探討峰值電流控制的兩種解決方案

峰值電流控制的幾個優點:可以快速響應電流變化可實現峰值限流;自帶前饋能快速響應輸入電壓的變化;一階系統環路容易設計;自動磁通平衡;容易實現均流并聯功能。

主要缺點:CCM模式占空比>50%時會發生次諧波震蕩(最糟糕的情況相當于開關頻率降一半)需要加斜坡補償;峰值電流不等于平均電流動態響應并非十分理想;不適用于半橋拓撲;容易受干擾抗噪能力差。

針對峰值電流控制存在的幾個問題提出了兩種解決方案,一是改進的斜坡補償法;二是基于伏秒平衡法的消次諧波解決方案,除了抗噪差暫時沒能解決外其它幾個問題幾本都是可以解決的。

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gaohq
LV.8
2
2023-01-13 17:04

愿聞其詳

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2023-03-04 23:15

先討論一下次諧波震蕩的數字解決方案既基于伏秒平衡法的消次諧波解決方案。

原理說明見下圖峰值電流波形:

圖1 峰值電流波形

 見上圖峰值電流采樣非逐周期的而是隔一個周期采樣一次,比如奇次項采樣峰值,偶次項利用伏秒平衡原理計算出相應的占空比使下一個占空比剛好達到穩態從而消除次諧波震蕩。

 為實現這一功能最開始采用的是硬件電路屬實有點復雜,而如果用軟件來實現只需短短幾行代碼……

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2023-03-04 23:39
@boy59
先討論一下次諧波震蕩的數字解決方案既基于伏秒平衡法的消次諧波解決方案。原理說明見下圖峰值電流波形:[圖片]圖1峰值電流波形 見上圖峰值電流采樣非逐周期的而是隔一個周期采樣一次,比如奇次項采樣峰值,偶次項利用伏秒平衡原理計算出相應的占空比使下一個占空比剛好達到穩態從而消除次諧波震蕩。 為實現這一功能最開始采用的是硬件電路屬實有點復雜,而如果用軟件來實現只需短短幾行代碼……

采用數字控制的電路原理圖如下:

                                        圖2 數字控制電路原理圖

 上述仿真用到了三個ADC一個DAC及PWM發生電路,分別用作采樣輸入電壓、輸出電壓、參考電流、設置峰值電流及PWM輸出

仿真條件:輸入34Vdc疊加一方波用來驗證峰值電流控制的前饋功能,參考電流為正弦信號用來驗證動態特性,PWM控制器內部模擬鋸齒波奇次波由COM腳觸發關斷信號偶次波由計算給出占空比,同時每開關周期給出ADC觸發采樣信號。

仿真結果:

                                              圖3 仿真波形

                                              圖4 仿真波形局部放大

參考圖3、圖4電感電流的平均值跟隨參考電流變化,可見這種數字控制方式既兼顧了峰值電流控制優良的動態特性又具備了平均電流的采樣效果,又因偶次項為計算所得所以將峰值電流控制用于半橋電路成為可能。

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令義
LV.5
5
2023-03-22 12:28

反饋環還是用硬件做可靠。軟件用來做對響應速度要求不高的工作。

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2024-03-18 10:42
@boy59
采用數字控制的電路原理圖如下:[圖片]                    圖2數字控制電路原理圖 上述仿真用到了三個ADC一個DAC及PWM發生電路,分別用作采樣輸入電壓、輸出電壓、參考電流、設置峰值電流及PWM輸出仿真條件:輸入34Vdc疊加一方波用來驗證峰值電流控制的前饋功能,參考電流為正弦信號用來驗證動態特性,PWM控制器內部模擬鋸齒波奇次波由COM腳觸發關斷信號偶次波由計算給出占空比,同時每開關周期給出ADC觸發采樣信號。仿真結果:[圖片]                       圖3仿真波形[圖片]                       圖4仿真波形局部放大參考圖3、圖4電感電流的平均值跟隨參考電流變化,可見這種數字控制方式既兼顧了峰值電流控制優良的動態特性又具備了平均電流的采樣效果,又因偶次項為計算所得所以將峰值電流控制用于半橋電路成為可能。

1.沒有使用比較器,也可以實現嗎?

2.如果交錯并聯,每相最大占空比小于50%,且是DCM和BCM,可以不用補償,對嗎?

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2024-03-19 22:14
@dy-LHqi3h4Y
1.沒有使用比較器,也可以實現嗎?2.如果交錯并聯,每相最大占空比小于50%,且是DCM和BCM,可以不用補償,對嗎?

1、需要使用比較器,上述模擬的是DSP芯片其內部自帶模擬比較器,如果不用比較器動態響應做不高;

2、占空比小于50%可以不用斜坡補償;

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