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1引言 由于電流型控制較電壓型控制方法有許多優(yōu)點,所以得到了廣泛使用,這已是不爭的事實。但在恒頻峰值電流檢測控制方法中還存在如下問題: ——占空比大于50%時系統(tǒng)的開環(huán)不穩(wěn)定性; ——由于峰值電流而非平均電感電流的原因而產生的系統(tǒng)開環(huán)不穩(wěn)定性; ——次諧波振蕩; ——抗干擾能力差,特別當電感中的紋波電流成分很小時,這種情況更為嚴重。 采用圖1所示的在電流波形上加斜坡補償的方法,可使電流型控制法在占空比大于50%的情況下,使系統(tǒng)穩(wěn)定工作。實際上,只要電流型變換器采用了斜坡補償,它的性能能得到很大的改善。 2峰值電流型控制存在的問題 下面主要討論峰值電流型控制存在的問題及利用斜坡補償克服所存在問題的方法,并給出斜坡補償的實施方案。 2.1開環(huán)不穩(wěn)定性 在不考慮外環(huán)電壓環(huán)的情況下,當恒頻電流型變換器的占空比大于50%時,就存在內環(huán)電流環(huán)工作不穩(wěn)定的問題。然而有些變換器(如雙管正激變換器)它本身工作的脈沖占空比就不能大于50%,因此不存在問題。而有些變換器的脈沖占空比不大于50%時,它的輸入將會受到許多限制,如果在內環(huán)加一個斜坡補償信號,則變換器可以在任何脈沖占空比情況下正常工作。下面介紹斜坡補償工作原理。 圖2表示了由誤差電壓Ve控制的電流型變換器的波形,通過一個攏動電流△I加至電感電流IL,當占空比<0.5時,從圖2(a)所示可以看出這個攏動ΔI將隨時間的變化而減?。坏斦伎毡?0.5時,這個攏動將隨時間增加而增加,如圖2(b)所示。這可用數學表達式表示: ΔI1=-ΔI0(m2/m1)(1) 進一步可引入斜率為-m的斜坡信號,如圖2(c)所示。這個斜坡電壓既可加至電流波形上,也可以從誤差電壓中減去。有下列方程式成立: ΔI1=-ΔI0(m2+m)/(m1+m)(2)
圖1采用斜坡補償的BUCK電流型控制
圖2電流型變換器的開環(huán)不穩(wěn)定性 (a)D<0.5(b)D>0.5(c)D>0.5并加斜坡補償
圖3沒有斜坡補償的峰值電流檢測與占空比關系圖
圖4斜坡補償m=-(1/2)m2時的平均電感電流將和占空 比D、輸入電壓無關 在100%占空比下求解這個方程有: m>(-1/2)/m2(3) 為了保證電流環(huán)路穩(wěn)定工作,應使斜坡補償信號的斜率大于電流波形下降斜率m2的1/2。對圖1所示的Buck型變換器,m2等于(VO/L)RS。所以補償波形的幅度A應按下式計算: A>TRS(VO/L)(4) 從而保證變換器的占空比大于50%時變換器能穩(wěn)定工作。 2.2次諧波振蕩 對電流型控制而言,內環(huán)電流環(huán)峰值增益是個很重要的問題,這個峰值增益在開環(huán)頻率一半的地方,由于調制器的相移可能在電壓反饋環(huán)開關頻率一半的地方產生振蕩,這種不穩(wěn)定性叫做次諧波振蕩。 3峰值電流檢測與平均電流檢測 在電流型變換器中由平均電感電流產生一個誤差電壓,這個平均電感電流可用一個電流源來代替,并可以降低系統(tǒng)的一個階次。然而如圖3所示,峰值電流檢測方法常使電感的平均電流隨占空比而變,致使輸入一輸出(正向特性)不理想。如選用圖4所示m=-(1/2)m2的斜坡補償率,可以把峰值電流檢測轉變?yōu)槠骄娏鳈z測,而得到很好的電流型控制效果。但需注意m=-(1/2)m2,占空比接近1時的次諧波振蕩現象。 4小紋波電流 從性能的角度總希望紋波電流要小,首先它可以使輸出濾波電容的容量減小,并在輕載時的電流連續(xù)工作模式下輸出紋波小。雖然對電流檢測電路的小斜坡補償量,在許多情況下可以得到小的紋波電流,但將由于隨機和同步噪聲信號的引入而致使脈沖寬度擺動。并且斜坡補償加到電流波形上將會產生一個更穩(wěn)定的開關點,為達到這個目的,相對于電感電流這個補償量m應大于m2,并且這對次諧波穩(wěn)定是有必要的。但任何斜坡補償大于m=-(1/2)m2將使變換器的特性偏離理想電流型變換器而更像一個電壓型變換器。 5UC1846的斜坡補償 UC1846是一種采用斜坡補償的電流型集成控制芯片,它具有恒頻PWM電流型控制所需的控制電路和相關電路。圖5(a)和圖5(b)表示采用UC1846實施斜坡補償的兩種電路原理圖。在第4腳的電流檢測信號和斜坡補償信號直接相加很容易實現,但這又在電流檢測電路中引入了誤差。另一種方法就是把這個斜坡補償加至誤差放大器的反相輸入端,采用這種方法的前提條件是: 圖5UC1846采用不同斜坡補償方法的電路原理圖 (a)斜坡補償信號和電流檢測信號相加 (b)斜坡補償信號直接和誤差信號相加 ——開關頻率固定(這種情況下R1/R2固定),并且誤差放大器增益固定; ——計算所需斜坡補償量時要把電壓誤差放大器,電流誤差放大器的增益都考慮進去。在任何一種情況下,一旦R2的值確定后,負載對CT的影響也可以確定。 6結論 本文主要討論了電流型變換器的斜坡補償原理及實現方法、電路。由于雙環(huán)電流型變換器性能好,輸出性能可以和線性穩(wěn)壓器相比,并可用于系統(tǒng)并聯均流,所以得到了廣泛應用。本文對如何正確實現斜坡補償有一定實際意義。 |
電流型變換器工作原理和斜坡補償
- 變換器(112227)
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39升壓式變換器的工作原理是什么?
升壓式DC/DC變換器,簡稱升壓式變換器,英文為BoostConverter,也稱Boost變換器,也是常用的DC/DC變換器之一。
2021-06-13 09:08:23
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升壓型DC—DC變換器電流環(huán)路補償設計
升壓型DC—DC變換器電流環(huán)路補償設計(深圳市核達中遠通電源技術股份有限公司大嗎)-升壓型DC—DC變換器電流環(huán)路補償設計? ? ? ? ? ? ? ?
2021-09-18 11:07:03
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28多電平雙向DC/DC直流變換器的工作原理(以三電平為例子)
多電平雙向DCDC變換器的工作原理一、所用論文和參考文獻1.1 主要是中文的文獻二、工作原理和重要概念2.1 飛跨電容的作用2.2 三電平的工作原理1.3 多電平的優(yōu)點二,一些注意點2.1 電感電流
2021-11-09 17:21:01
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38反激變換器的工作原理
前面講到的Buck、Boost都是不隔離的結構,不隔離的話對人體的危害是比較大的,下面我們講述一種比較簡單的隔離拓撲結構—反激變換器,反激變換器一般用在100w以內,再大功率大也是可以做的,但是再大
2023-03-16 11:14:38
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LLC諧振變換器的工作原理
上圖所示為LLC諧振變換器的工作原理圖,由圖中我們知道LLC即為諧振槽參數:諧振電感Lr,諧振電容Cr,激磁電感Lm;其中,諧振電感和激磁電感都可以整合到變壓器T中;理想的LLC諧振變換器工作波形如下圖所示。
2023-03-22 14:06:59
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buck變換器的工作原理
Buck變換器的工作原理基于一個簡單的電路,由一個電感和一個開關組成,開關被稱為MOSFET。在Buck變換器電路中,開關周期性地將電流流入電感,并將電流從電感流入輸出電容。在輸入和輸出之間的電感上產生的電壓與輸出電壓相加,這種方法可以有效地降低輸出電壓并控制其波動。
2023-08-26 09:58:11
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2988反激變換器連續(xù)導通模式和斷續(xù)導通模式的工作原理
反激變換器連續(xù)導通模式和斷續(xù)導通模式的工作原理? 反激變換器是一種電力轉換設備,它能夠將一種特定電壓和電流的直流電能轉化為另一種電壓和電流的直流電能。反激變換器是在電感和電容響應之間轉換,以實現電壓
2023-10-18 15:38:04
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3844電流變換器是一次輸入電流二次輸出
電流變換器是一種將一次輸入電流轉化為二次輸出電流的電器設備。它廣泛應用于各個領域,如電力系統(tǒng)、工業(yè)自動化、機器人技術等。本文將介紹電流變換器的工作原理、類型、應用領域以及未來發(fā)展趨勢等方面。 首先
2024-01-19 14:32:05
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3033負壓BUCKBOOST變換器的工作原理介紹
要負壓,就反加,將激磁后電感的感應電壓以相反極性加到輸出電壓,就可以得到負壓BUCKBOOST變換器最基本的電路結構,下面介紹其工作原理。
2024-04-01 17:21:52
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全橋變換器的工作原理和應用
全橋變換器是一種在電力電子領域中廣泛應用的電力轉換器,其核心特點是能夠將直流電(DC)高效地轉換為交流電(AC),并具備多種控制方式和廣泛的應用場景。以下是對全橋變換器的詳細介紹,包括其定義、工作原理、應用及特點,旨在全面闡述這一重要電力電子器件。
2024-07-16 11:31:40
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6598開關變換器與諧振變換器的區(qū)別
開關變換器與諧振變換器在電力電子領域中扮演著重要的角色,它們各自具有獨特的工作原理、特點和應用場景。以下將從多個方面詳細探討這兩種變換器的區(qū)別,包括其定義、工作原理、特點、應用以及優(yōu)缺點等。
2024-07-16 17:04:09
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1827Buck變換器的工作原理和應用
Buck變換器,也稱為降壓轉換器或步進電壓降壓器,是一種重要的電力電子設備,用于將直流電壓轉換為較低的直流電壓。其工作原理基于電感儲能和電磁感應的基本原理,通過周期性地開關電路中的元件來實現電壓的降低。
2024-07-16 17:14:51
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5185全橋變換器的控制方式和工作原理
全橋變換器作為一種重要的電力電子變換器,其控制方式和主要應用在現代工業(yè)、電力系統(tǒng)及可再生能源領域均扮演著關鍵角色。以下是對全橋變換器的控制方式、工作原理和主要應用的詳細闡述。
2024-07-18 17:52:03
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反激變換器的結構和工作原理
隔離,是開關電源的一種重要形式。反激變換器以其結構簡單、功能多樣而著稱,被廣泛應用于醫(yī)療設備、筆記本電腦、USB充電器以及顯像管的高壓電源等領域。以下將詳細介紹反激變換器的定義、結構及其工作原理。
2024-07-29 17:29:00
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雙向AC/DC變換器的組成和工作原理
雙向AC/DC變換器,作為一種能夠實現交流電(AC)與直流電(DC)之間雙向轉換的電力電子設備,其工作原理涉及多個關鍵組件和復雜的控制策略。
2024-08-14 11:47:20
8377
8377如何降低變換器的工作溫度
降低變換器的工作溫度是確保變換器高效、穩(wěn)定運行的關鍵措施之一。變換器在工作過程中,由于電流通過導體時會產生熱量,加之環(huán)境溫度、負載大小、散熱條件等多種因素的影響,可能會導致變換器溫度升高。過高
2024-08-14 17:23:59
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1310雙管正激式變換器相比其他變換器的作用
雙管正激式變換器(Dual Active Bridge, DAB)是一種高效的電力電子變換器,廣泛應用于高功率密度、高效率、高可靠性的電力傳輸和能量轉換領域。 一、雙管正激式變換器的工作原理 雙管正
2024-08-28 14:21:43
2071
2071負阻抗變換器的工作原理是什么
負阻抗變換器(NIC)的工作原理可以歸納為以下幾點: 一、定義與功能 負阻抗變換器是一種電子電路,它的主要功能是將阻抗(包括電阻、電感、電容等)按一定比例進行變換,并可能改變其符號(即將正阻抗變?yōu)樨?/div>
2024-08-28 14:49:30
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3411阻抗變換器的工作原理、設計方法及應用領域
負阻抗變換器是一種電子電路元件,它能夠將一個電阻性負載的阻抗轉換為一個負阻抗。這種變換器在許多電子電路中都有應用,比如放大器、振蕩器、濾波器等。 負阻抗變換器的工作原理 負阻抗變換器的工作原理基于一
2024-08-28 15:02:52
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3799浮思特 | 揭秘升壓變換器工作原理與應用全解析
在現代電子設備中,電源管理是一個非常重要的環(huán)節(jié),而升壓變換器(BoostConverter)則是實現電壓提升的重要電路之一。本文將詳細介紹升壓變換器的工作原理及其應用。什么是升壓變換器?升壓變換器
2025-09-09 17:44:24
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