电压模式与电流模式的比较

Roland van RoyAN032 – Jan 20151. 简介 (2)2. 电流模式降压转换器 (2)3. 立锜之电流模式- COT（CMCOT）降压转换器 (4)4. 立锜之ADVANCED-COT (ACOT TM) 降压转换器 (5)5. 测量结果比较 (7)6. 总结 (10)降压转换器架构之比较1. 简介降压转换器被广泛应用于各种消费性和工业上的应用之中，其中常需转换器将较高的输入电压转换成一较低的输出电压。

现有的降压转换器效率非常好，并能在变化范围很大的输入电压和输出负载的条件下，仍产生调节良好的输出电压。

降压转换器有很多不同的回路控制方式：在过去，被广泛使用的是电压模式和电流模式，然而近来恒定导通时间（COT）架构也常被使用，而有些降压转换器则是同时由电流模式和恒定导通时间来控制的。

立锜的DC-DC 产品组合包含了多种降压转换器，包括电流模式（CM），电流模式-恒定导通时间（CMCOT）和先进恒定导通时间（ACOT™）等架构。

每种架构都有其优点和缺点，因此在实际应用中要选择降压转换器时，最好能先了解每种架构的特点。

2. 电流模式降压转换器电流模式降压转换器之内部功能框图显示于图一。

图一、电流模式转换器之内部功能框图在典型的电流模式控制中，会有一个恒定频率来启动高侧MOSFET，并有一误差放大器将反饋信号与参考电压作比较。

然后，电感电流的上升斜率再与误差放大器的输出作比较；当电感电流超过误差放大器的输出电压时，高侧MOSFET 即被关断(OFF)，而电感电流则流经低侧MOSFET，直等到下一个时钟来到。

电流斜坡再加上斜率补偿之斜坡是为要避免在高占空比时的次谐波振荡，并提高抗噪声性能。

电流模式转换器之回路带宽（F BW）是由误差放大器输出端的补偿元件来设定，通常设在远低于转换器的开关频率。

电流模式转换器之稳态和负载瞬态变化操作之波形显示于图二。

降压转换器架构之比较图二、电流模式转换器之稳态与负载瞬态的波形降压转换器架构之比较3. 立锜之电流模式- COT（CMCOT）降压转换器立锜之电流模式-COT 降压转换器之内部功能框图显示于图三。

反激变换器DCM与CCM的优点与缺点比较
Flyback变换器分为DCM与CCM模式,两种工作模式各有优点与缺点，下面就将两种模式逐一比较：
DCM模式优点：DCM模式的原边电流与副边电流如下图所示：
由于在下次开通的时候副边整流二极管的电流已经降低到零。

优点是：不连续模式电路的响应更快且负载电流或者输入电压突变引起的输出电压尖峰更低；由于整流管是零电流关断，所以尖峰电压更小，损耗更低，整流管开通的时候损耗更低。

缺点是：在同等功率等级的情况下，尖峰电流更大，及原边与副边的损耗更大（有效值变大）。

电容承受的纹波电流更大。

在又DCM进入CCM模式下会出现振荡。

而DCM模式与CCM模式的不同最大在于电感量的不同。

不连续模式下次级电流峰值可以达连续模式下峰值电流的两倍。

另外不连续模式下初级电流更大也会导致严重的RFI问题。

不连续模式下会产生很高的电流尖峰，从而会导致很高的尖峰电压，所以需要较大的LC滤波器。

另外，关断瞬间次级较大的峰值电流流入，输出滤波电感造成较大的di/dt,也会在在输出母线上产生严重的噪声。

Flyback CCM模式的原边与副边的电压与电流模式如下图所示：
CCM模式下，电流尖峰较小，但是由于开通与关断都是不是零电流，所以会有较大的开关
损耗，反应较慢，在输入电压突变与负载突变时会有较高的电压尖峰。

同时整流二极管由于不是零电流关断，有较大的尖峰，同时原边MOS管也会有较大的开通损耗。

电压、电流的反馈控制模式电压、电流的反馈控制模式现在的高频开关稳压电源主要有五种PWM反馈控制模式。

电源的输入电压、电流等信号在作为取样控制信号时，大多需经过处理。

针对不同的控制模式其处理方式也不同。

下面以由VDMOS开关器件构成的稳压正激型降压斩波器为例，叙述五种PWM反馈控制模式的进展过程、基本工作原理、电路原理暗示图、波形、特点及应用要｀氪，以利于挑选应用及仿真建模讨论。

（1）电压反馈控制模式电压反馈控制模式是20世纪60年月后期高频开关稳压电源刚刚开头进展而采纳的一种控制办法。

该办法与一些须要的过电流庇护电路相结合，至今仍然在工业界被广泛应用。

如图1（a）所示为Buck 降压斩波器的电压模式控制原理图。

电压反馈控制模式惟独一个电压反馈闭环，且采纳的是脉冲宽度调制法，即将经电压误差放大器放大的慢变化的直流采样信号与恒定频率的三角波上斜坡信号相比较，经脉冲宽度调制得到一定宽度的脉冲控制信号，电路的各点波形如图1（a）所示。

逐个脉冲的限流庇护电路必需另外附加。

电压反馈控制模式的优点如下。

①PWM三角波幅值较大，脉冲宽度调整时具有较好的抗噪声裕量。

①占空比调整不受限制。

①对于多路输出电源而言，它们之间的交互调整特性较好。

①单一反馈电压闭环的设计、调试比较简单。

①对输出负载的变化有较好的响应调整。

电压反馈控制模式的缺点如下。

①对输入电压的变化动态响应较慢。

当输入电压骤然变小或负载阻抗骤然变小时，由于主电路中的输出电容C及电感L有较大的相移延时作用，输出电压的变小也延时滞后，而输出电压变小的信息还要经过电压误差放大器的补偿电路延时滞后，才干传至PWM比较器将脉宽展宽。

这两个延时滞后作用是动态响应慢的主要缘由。

①补偿网络设计原来就较为复杂，闭环增益随输入电压而变化的现象使其更为复杂。

①输出端的LC滤波器给控制环增强了双极点，在补偿设计误差放大器时，需要将主极点低频衰减，或者增强一个零点举行补偿。

①在控制磁芯饱和故障状态方面较为棘手和复杂。

电压模式与电流模式的工作原理电压模式与电流模式是电子电路中常用的两种工作原理。

它们分别基于电压和电流作为信号的控制量，实现对电路的控制和调节。

本文将详细介绍这两种工作原理的原理和特点。

一、电压模式的工作原理电压模式是指以电压作为控制量来调节电路的工作状态。

在电压模式下，电路中的元件根据输入的电压信号来调整电流和功率的大小。

电压模式的核心是电压源，它提供稳定的电压信号作为控制量。

电压模式的工作原理可以通过以下步骤来说明：1. 电压源提供一个稳定的电压信号作为输入。

2. 电路中的元件根据输入的电压信号来调整电流和功率的大小。

3. 元件的电流和功率的变化反过来影响电路的工作状态。

4. 通过不断调整电压信号的大小，可以实现对电路的精确控制和调节。

电压模式的特点是稳定性好、精度高。

由于电压信号是稳定的，因此可以准确地控制电路中的元件工作状态。

同时，电压模式适用于各种类型的电路，包括模拟电路和数字电路。

二、电流模式的工作原理电流模式是指以电流作为控制量来调节电路的工作状态。

在电流模式下，电路中的元件根据输入的电流信号来调整电压和功率的大小。

电流模式的核心是电流源，它提供稳定的电流信号作为控制量。

电流模式的工作原理可以通过以下步骤来说明：1. 电流源提供一个稳定的电流信号作为输入。

2. 电路中的元件根据输入的电流信号来调整电压和功率的大小。

3. 元件的电压和功率的变化反过来影响电路的工作状态。

4. 通过不断调整电流信号的大小，可以实现对电路的精确控制和调节。

电流模式的特点是响应速度快、适用于大功率电路。

由于电流信号的变化速度较快，因此电流模式可以实现对电路的快速响应。

同时，电流模式适用于需要大功率输出的电路，如功率放大器和电机驱动器等。

电压模式和电流模式是电子电路中常用的两种工作原理。

它们分别基于电压和电流作为信号的控制量，实现对电路的控制和调节。

电压模式适用于各种类型的电路，稳定性好、精度高；而电流模式适用于大功率电路，响应速度快。

开关电源电压和电流两种控制类型开关电源有两种控制类型，一种是电压控制（Voltage Mode Control），另一种是电流控制（Current Mode Control）。

二者有各自的优缺点，很难讲某种控制类型对所有应用都是最优化的，应根据实际情况加以选择。

1、电压控制型开关电源的基本原理是什么？电压控制是开关电源最常用的一种控制类型。

以降压式开关稳压器（即Buck变换器）为例，电压控制型的基本原理及工作波形分别如图2-2-2（a）、（b）所示。

电压控制型的特点是首先通过对输出电压进行取样（必要时还可增加取样电阻分压器），所得到的取样电压UQ就作为控制环路的输入信号；然后对取样电压UQ和基准电压UREF进行比较，并将比较结果放大成误差电压Ur，再将Ur送至PWM 比较器与锯齿波电压UJ进行比较，获得脉冲宽度与误差电压成正比的调制信号。

图中的振荡器有两路输出，一路输出为时钟信号（方波或矩形波），另一路为锯齿波信号，CT为锯齿波振荡器的定时电容。

T为高频变压器，VT为功率开关管。

降压式输出电路由整流管VD1、续流二极管VD2、储能电感L和滤波电容CO组成。

PWM锁存器的R 为复位端，S为置位端，Q为锁存器输出端，输出波形如图2-2-2（b）所示。

图2-2-2电压控制型开关电源的基本原理及工作波形（a）基本原理；（b）工作波形2、电压控制型开关电源有哪些优点？电压控制型开关电源具有以下优点：（1）它属于闭环控制系统，且只有一个电压反馈回路（即电压控制环），电路设计比较简单。

（2）在调制过程中工作稳定。

（3）输出阻抗低，可采用多路电源给同一个负载供电。

3、电压控制型开关电源有哪些缺点？电压控制型开关电源的主要缺点如下：（1）响应速度较慢。

虽然在电压控制型电路中使用了电流检测电阻RS，但RS并未接入控制环路。

因此，当输入电压发生变化时，必须等输出电压发生变化之后，才能对脉冲宽度进行调节。

由于滤波电路存在滞后时间，输出电压的变化要经过多个周期后才能表现出来。

恒流充电和恒压充电电路怎样区别
 恒流恒压充电
 恒流恒压充电第一阶段以恒定电流充电；当电压达到预定值时转入第二阶段进行恒压充电，此时电流逐渐减小；当充电电流达到下降到零时，蓄电池完全充满。

这种是目前锂电池最常用的充电方法。

 开关电源的恒压模式和恒流模式
 充电桩之芯作为一种AC/DC电源，它是以恒定电压输出还是以恒定电流输出，这是由充电桩之芯自己决定的吗？为了回答这个问题，我们需要科普一下开关电源的恒压工作模式和恒流工作模式。

 恒压（CV，ConstantVoltage）模式，是指开关电源的输出电压恒定，开关电源的控制环路是电压环在起作用，电压环的给定电压就是电源输出的恒定电压。

恒压模式下的输出电流大小是由负载决定的。

 1，对于单环控制系统，恒压模式下，电压环在工作。

pfc电流控制环路PFC电流控制环路PFC（Power Factor Correction，功率因数校正）电路是现代电子设备中常用的一种电路，其作用是校正设备输入电流的功率因数，使其接近于1，并且减少谐波电流的产生。

在本文中，将重点介绍PFC电路中的电流控制环路。

电流控制环路是PFC电路中的一个重要组成部分，它主要负责对输入电流进行实时监测和调节，以确保输出电流稳定和功率因数接近于1。

在PFC电路中，常用的电流控制环路有两种类型：电流模式控制和电压模式控制。

电流模式控制是一种基于电流反馈的控制方法，它通过对输入电流进行实时监测，并与参考电流进行比较，然后调整开关管的导通时间，以实现输出电流的稳定。

在电流模式控制中，通常采用电流反馈回路和PID控制器来实现对输入电流的控制。

电流反馈回路可以通过电流传感器来实现，它能够将输入电流转换为电压信号，并反馈给控制器进行处理。

PID控制器则根据电流反馈信号和参考电流之间的差异来调整开关管的导通时间，以达到输出电流稳定的目的。

电压模式控制是一种基于电压反馈的控制方法，它通过对输出电压进行实时监测，并与参考电压进行比较，然后调整开关管的导通时间，以实现输出电流的稳定。

在电压模式控制中，通常采用电压反馈回路和PID控制器来实现对输出电压的控制。

电压反馈回路可以通过电压传感器来实现，它能够将输出电压转换为电压信号，并反馈给控制器进行处理。

PID控制器则根据电压反馈信号和参考电压之间的差异来调整开关管的导通时间，以达到输出电流稳定的目的。

无论是电流模式控制还是电压模式控制，其核心原理都是通过实时监测和调节电流或电压，来实现对输出电流的稳定控制。

这种控制方式可以有效地提高PFC电路的功率因数，并减少谐波电流的产生。

同时，电流控制环路还可以提供过流保护和短路保护等功能，以确保设备的安全运行。

在设计PFC电路时，需要根据实际需求选择合适的电流控制环路类型，并进行参数调整和稳定性分析。

"Buck"电路是一种常用的DC-DC 变换器，用于将高电压的输入电源转换为较低电压的输出。

它通常用于电源管理和电能转换应用。

在"Buck"电路中，有几种常见的控制方式，用于调节输出电压和实现稳定的电压转换。

以下是一些常用的"Buck"电路控制方式：1.电压模式控制（Voltage Mode Control）：这是一种常见的控制方式，其中反馈回路监测输出电压，并将其与一个参考电压进行比较。

控制器根据比较结果来调整开关管的占空比，以维持输出电压稳定。

电压模式控制适用于大多数应用，但在高转换比下可能需要特殊的设计考虑。

2.电流模式控制（Current Mode Control）：电流模式控制是另一种常见的控制方式，它不仅监测输出电压，还监测输出电流。

通过控制输出电流的变化率，电流模式控制可以提供更好的动态响应和过载保护。

这种方式适用于需要快速响应和动态性能的应用。

3.恒频控制（Constant Frequency Control）：在恒频控制下，开关频率是固定的，而开关管的占空比会根据输出电压的变化来调整。

这种控制方式对于某些应用中的干扰抑制和EMI（电磁干扰）管理可能更有优势。

4.变频控制（Variable Frequency Control）：变频控制下，开关频率会根据负载变化而变化。

在低负载下可以降低开关频率以提高效率，而在高负载下可以提高开关频率以提供更好的响应性。

5.PID 控制：使用比例、积分和微分控制算法，可以在不同的负载条件下实现更精确的输出控制。

每种控制方式都有其优缺点，选择适当的控制方式取决于应用需求，如稳定性、动态性能、效率、EMI 等。

在实际应用中，工程师需要综合考虑设计目标和电路特性来选择合适的控制方式。