?UC3846間接電流型控制的分析

電流型控制模式是一種性能優(yōu)良的控制技術，與傳統(tǒng)的電壓型控制相比有許多優(yōu)點。該控制比傳統(tǒng)的峰值和平均值電流型控制在噪聲敏感和動態(tài)范圍方面有顯著的優(yōu)勢;在線性調整和寬負載范圍調整方面減少了控制的復雜性，解決了系統(tǒng)靜態(tài)精度與穩(wěn)定性之間的矛盾，使系統(tǒng)具有動態(tài)響應快和靜態(tài)精度高的特點。電壓積分間接電流型控制將會越來越多地為廣大用戶和廠商所采納。

2、間接電流型控制技術

傳統(tǒng)的電流型控制通?；诓蓸与姼须娏?，而間接電流型控制無需通過電阻或霍爾元件采樣電流，而是通過對電感的電壓積分重構電感電流，實現(xiàn)電流的間接取樣。這樣，不僅可以避免因采樣電阻產生損耗和雜波信號過大而使電路發(fā)生紊亂，而且無需采用互感器，使電流型控制方案的實現(xiàn)更加簡單。更重要的是，由于引入的電壓積分反饋能跟隨輸入電壓與輸出電壓的變化而變化，從而使系統(tǒng)的性能具有明顯的優(yōu)點。

以Boost變換器為例，給出了間接電流型控制Boost型變換器原理圖。這里，設定Boost電路工作在連續(xù)狀態(tài)下。

uL—升壓電感L次級線圈兩端交變的電壓（為便于分析，設初、次級線圈匝比N=1）

當開關管VQ導通和截止時，uL分別為Ui和Ui-Uo。輸出給積分器得到的三角波為：

由式（1）、式（2）可知，us與iL‘成比例，且變化規(guī)律一致，因此實際上它可以表征iL。us的上升和下降斜率還與輸入電壓和輸出電壓有關，當輸入電壓或輸出電壓變化時，將直接引起us斜率的變化，使驅動脈沖信號的關斷時刻發(fā)生變化，從而起到調節(jié)占空比D的作用。間接電流型控制的占空比調節(jié)。

以上介紹了通過uL的積分重構iL的方法。同樣，該方法可推演到帶隔離變壓器的變換器電路拓撲中，利用變壓器初級繞組獲得交變的脈沖波，積分后仍然能得到三角波，從而實現(xiàn)iL的取樣。間接電流型控制的推挽正激式電路原理圖，及其繞組電壓積分原理波形。

需要指出的是，間接電流型控制技術與單周期控制技術在控制策略上有相似之處，但存在本質的區(qū)別。單周期控制的關鍵技術在于采用了帶復位開關的積分器，而間接電流型控制也是利用積分器，但積分器的輸入不是取自電感一側的電壓，而是其兩側的電壓，通常為交變的脈沖波，而輸出是三角波，因而不需積分器的復位。此外，間接電流型控制技術在電路拓撲的適用性方面比單周期控制技術要廣，它可適用于任何形式的DC/DC變換器。但兩者的優(yōu)點是相同的，即對Ui的擾動、Uo處負載的擾動均有抑制能力，可以確保Uo的平均值恒定，其動態(tài)性能均優(yōu)于電壓型、峰值電流型控制技術。

3、基于UC3846的間接電流型控制

UC3846是近年來發(fā)展起來的性能優(yōu)良、功能完善的電流型PWM控制芯片，但由于受功率主電路的分布參數(shù)、輸出整流二極管的反向恢復特性和開關管的驅動信號等影響，電流型控制PWM芯片會在開關管的開通時刻出現(xiàn)較大的前沿噪聲信號。此外，當UC3846的電流檢測放大器有輸出時，PWM驅動波形的關斷時刻取決于電流峰值出現(xiàn)的時刻。因此，要處理好PWM載波信號，亦即電壓積分后的波形與時鐘信號的同步問題。因此，需從推挽正激式電路的變壓器初級兩個繞組同時取電壓積分，先做差分放大，然后再積分，兩路積分波形經全波整流電路，通過同相加法器，最后得到與時鐘信號同頻的梯形波信號。該梯形波信號不僅與時鐘信號即斜坡信號VCT同頻，而且與實際的iL波形同時到達峰值。圖4示出兩路積分波形的整流輸出波形。

采用上述方式可以消除前沿噪聲。當開關管開通時，積分器開始計算，三角波從負壓開始上升，不會出現(xiàn)前沿噪聲問題，提高了抗噪聲性能，與實際的iL完全一致，因而可以作為PWM的載波信號。

該方式對Ui的變化實質上起到了前饋控制的作用，所以它比一般的PWM具有更快的瞬態(tài)響應和更高的穩(wěn)定性。

4、設計實例

本文采用推挽正激式電路。Ui=18～32V，Uo=190V，開關頻率fs=80kHz，輸出功率Po=1kW。給出實驗波形。

通道1探頭有10倍的衰減，因而每格電壓幅值是圖中所示每格電壓數(shù)的10倍。

5、結論

采用電壓積分的間接電流型控制比傳統(tǒng)峰值和平均電流型控制技術在噪聲敏感性和動態(tài)范圍上有顯著的優(yōu)勢。這種方法支持線性調整和寬負載范圍調整并減少了控制的復雜性，解決了系統(tǒng)靜態(tài)精度與穩(wěn)定度之間的矛盾，使系統(tǒng)具有快速的動態(tài)響應和高的靜態(tài)精度。