开关电源的控制策略-峰值电流型控制技术的原理(pdf版,免费下载)

峰值电流模式控制总结PWM (Peak Current-mode Control PWM)峰值电流模式控制简称电流模式控制。

它的概念在60年代后期来源于具有原边电流保护功能的单端自激式反激开关电源。

在70年代后期才从学术上作深入地建模研究 。

直至80年代初期，第一批电流模式控制PWM集成电路（UC3842、UC3846）的出现使得电流模式控制迅速推广应用，主要用于单端及推挽电路。

近年来，由于大占空比时所必需的同步不失真斜坡补偿技术实现上的难度及抗噪声性能差，电流模式控制面临着改善性能后的电压模式控制的挑战。

如图1所示，误差电压信号 Ue 送至PWM比较器后，并不是象电压模式那样与振荡电路产生的固定三角波状电压斜坡比较，而是与一个变化的其峰比较，然后得到PWM 值代表输出电感电流峰值的三角状波形或梯形尖角状合成波形信号UΣ脉冲关断时刻。

因此(峰值)电流模式控制不是用电压误差信号直接控制PWM脉冲宽度，而是直接控制峰值输出侧的电感电流大小，然后间接地控制PWM脉冲宽度。

图1采用斜坡补偿的BUCK电流型控制1. 峰值电流模式控制PWM的优点:①暂态闭环响应较快，对输入电压的变化和输出负载的变化的瞬态响应均快；峰值电流模式控制PWM是双闭环控制系统，电压外环控制电流内环。

电流内环是瞬时快速按照逐个脉冲工作的。

功率级是由电流内环控制的电流源，而电压外环控制此功率级电流源。

在该双环控制中，电流内环只负责输出电感的动态变化，因而电压外环仅需控制输出电容，不必控制LC储能电路。

由于这些，峰值电流模式控制PWM具有比起电压模式控制大得多的带宽。

　②虽然电源的L－C滤波电路为二阶电路，但增加了电流内环控制后，只有当误差电压发生变化时，才会导致电感电流发生变化。

即误差电压决定电感电流上升的程度，进而决定功率开关的占空比。

因此，可看作是一个电流源，电感电流与负载电流之间有了一定的约束关系，使电感电流不再是独立变量，整个反馈电路变成了一阶电路，由于反馈信号电路与电压型相比，减少了一阶，因此误差放大器的控制环补偿网络得以简化，稳定度得以提高并且改善了频响，具有更大的增益带宽乘积。

电流控制模式原理
电流控制模式(CurrentModeControl)又称电流型控制，是一种常用的电源开关控制方式，主要用于开关电源中的稳压控制和输出电流限制。

与传统的电压控制模式( Voltage Mode Control )不同，电流控制模式的控制对象是电感或电容的电流，而不是输出电压。

其原理是通过对电感或电容的电流进行快速反馈调整，从而控制开关管的导通和断开，实现对输出电流的精准控制。

电流控制模式有多种实现方式，其中比较常见的是平均电流控制( Average Current Control )和峰值电流控制( Peak Current Control )。

平均电流控制是通过对电感或电容的平均电流进行反馈控制，实现对输出电流的控制；峰值电流控制则是通过对电感或电容的峰值电流进行反馈控制，实现对输出电流的控制。

两种方式各有优缺点，需要根据具体情况进行选择。

电流控制模式的优点是响应速度快，稳定性好，输出电流波形平稳，对于负载变化响应迅速，可以有效提高系统的动态响应能力。

同时，电流控制模式能够实现电感或电容的电流保护，避免输出电流过载或瞬间过大对系统带来的损害。

因此，在高精度稳压和大功率开关电源中，电流控制模式被广泛应用。

总之，电流控制模式是一种高效、稳定、可靠的开关电源控制方式，具有广泛的应用前景。

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开关电源原理及各功能电路详解一、 开关电源的电路组成[/b]：：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM 控制器电路、输出整流滤波电路组成。

辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。

开关电源的电路组成方框图如下：二、 输入电路的原理及常见电路[/b]：：1、AC输入整流滤波电路原理：① 防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。

当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。

② 输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。

当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。

因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。

③ 整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。

若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。

2、 DC 输入滤波电路原理：① 输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。

C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。

② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。

在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。

当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。

如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。

pfc峰值电流控制
PFC峰值电流控制是一种功率因数校正（PFC）电路中的控制策略，其工作原理是：在电感电流达到电流基准之前，开关一直处于导通的状态；电流基准是由全波整流电压的采样值与电压环误差放大器的输出乘积决定的。

当电感电流达到电流基准后，经比较器输出一关断信号，使开关管截止；之后由定频时钟再次开通开关，如此进行周期性变化。

电感电流的峰值包络线跟踪整流电压Vdc的波形，使输入电流与输入电压同相位，并接近正弦波。

PFC峰值电流控制的优点是实现容易，但缺点是当交流电网电压从零变化到峰值时，其占空比由最大值（通常为95%）变化到最小值（峰值电网电压附近）。

在占空比>50%时，电流环会产生次谐波振荡现象，这种现象常出现在恒频PWM DC/DC变换器中，因此，这个电路中也会发生这种现象。

开关电源的基本控制原理一．开关电源的控制结构：一般地，开关电源大致由输入电路、变换器、控制电路、输出电路四个主体组成。

如果细致划分，它包括：输入滤波、输入整流、开关电路、采样、基准电源、比较放大、震荡器、V/F转换、基极驱动、输出整流、输出滤波电路等。

实际的开关电源还要有保护电路、功率因素校正电路、同步整流驱动电路及其它一些辅助电路等。

下面是一个典型的开关电源原理框图，掌握它对我们理解开关电源有重要意义。

图2-1：开关电源的基本结构框图根据控制类型不同，PM（脉冲调制）电路可能有多种形式。

这里是典型的PFM结构。

二．开关电源的构成原理：（一）输入电路：线性滤波电路、浪涌电流抑制电路、整流电路。

作用：把输入电网交流电源转化为符合要求的开关电源直流输入电源。

1．线性滤波电路：抑制谐波和噪声。

2．浪涌滤波电路：抑制来自电网的浪涌电流。

3．整流电路：把交流变为直流。

有电容输入型、扼流圈输入型两种，开关电源多数为前者。

（二）．变换电路：含开关电路、输出隔离（变压器）电路等，是开关电源电源变换的主通道，完成对带有功率的电源波形进行斩波调制和输出。

这一级的开关功率管是其核心器件。

1．开关电路驱动方式：自激式、他激式。

变换电路：隔离型、非隔离型、谐振型。

功率器件：最常用的有GTR、MOSFET、IGBT。

调制方式：PWM、PFM、混合型三种。

PWM最常用。

2．变压器输出分无抽头、带抽头。

半波整流、倍流整流时，无须抽头，全波时必须有抽头。

（三）．控制电路：向驱动电路提供调制后的矩形脉冲，达到调节输出电压的目的。

基准电路：提供电压基准。

如并联型基准LM358、AD589，串联型基准AD581、REF192等。

采样电路：采取输出电压的全部或部分。

比较放大：把采样信号和基准信号比较，产生误差信号，用于控制电源PM电路。

V/F变换：把误差电压信号转换为频率信号。

振荡器：产生高频振荡波。

基极驱动电路：把调制后的振荡信号转换成合适的控制信号，驱动开关管的基极。

开关电源电流控制模式工作原理Switching power supplies are widely used in various electronic devices due to their high efficiency and small size. They work by converting DC power into high-frequency AC power, which is then rectified and filtered to produce the desired output voltage. The output voltage can be adjusted by controlling the duty cycle of the switching converter.开关电源由于其高效率和小尺寸而被广泛应用于各种电子设备。

它们的工作原理是将直流电源转换为高频交流电，然后经过整流和滤波以产生所需的输出电压。

通过控制开关转换器的占空比可以调节输出电压。

One common method of current control in switching power supplies is pulse width modulation (PWM). In PWM, the width of the pulse is varied while the frequency remains constant. By adjusting the duty cycle of the pulse, the average output voltage can be controlled. This allows for precise regulation of the output current.在开关电源中，常见的电流控制方法是脉宽调制（PWM）。

在PWM中，脉冲的宽度被改变，而频率保持不变。

开关电源的基本控制原理开关电源是一种能将直流电转换成高频交流电，再经过整流滤波、稳压调节变成稳定的直流输出电压的电源装置。

它在现代电子设备中广泛应用，包括计算机、通信设备、家用电器等。

其基本控制原理是通过开关管的开关动作，改变输入电源的工作周期和占空比，从而调节输出电压和电流。

第一步：输入整流滤波开关电源的输入是交流电，首先需要通过整流滤波电路将交流电转换为直流电。

这个过程包括整流器和滤波器两个部分。

整流器通常采用整流桥，将交流电转换为脉冲直流电，滤波器则通过电容和电感元件对脉冲电流进行滤波，得到较为平稳的直流电压。

第二步：开关电路的开关动作开关电源主要由开关管、变压器和输出整流滤波电路组成，其中开关管是关键的控制器件。

开关管的控制信号通常由控制电路提供，通过改变控制信号的频率和占空比，可以控制开关管的导通和断开。

当开关管导通时，输入电源通过变压器传递给输出端；当开关管断开时，则切断了输入电源的传输。

第三步：变压器的工作原理开关电源中的变压器起到隔离输入和输出的作用。

当开关管导通时，变压器的输入侧与输出侧短路，将输入电压降到合适的电压值；当开关管断开时，变压器的输出侧实际上是开路状态。

通过变压器的工作原理，开关电源可以实现输入电压的降压、升压和隔离功能。

第四步：输出稳压调节开关电源的最终目标是获得稳定的输出电压，所以需要进行稳压调节。

稳定电压的调节通常通过反馈控制来实现。

开关电源将输出端的电压与参考电压进行比较，得到误差信号，通过调节控制信号的频率和占空比来控制开关管的导通和断开，使得输出电压稳定在设定值。

综上所述，开关电源的基本控制原理是通过开关管的开关动作，改变输入电源的工作周期和占空比，从而调节输出电压和电流。

通过合理的开关电路设计和稳压控制，开关电源可以实现高效、稳定和可靠的电源输出。

峰值电流模式控制ic峰值电流模式控制IC（Peak Current Mode Control IC）是一种常用于开关电源控制的集成电路。

它能够根据负载需求自动调整开关管的工作状态，以提供稳定的输出电压。

本文将介绍峰值电流模式控制IC的工作原理、优势以及应用领域。

一、工作原理峰值电流模式控制IC采用了一种反馈控制的策略，即通过测量输出电流的峰值来调节开关管的工作状态。

其基本原理如下：1.1 参考电压生成峰值电流模式控制IC内部通常会集成一个参考电压电路，它会生成一个稳定的参考电压作为基准。

这个参考电压一般是固定的，用于与输出电流进行比较。

1.2 输出电流检测峰值电流模式控制IC会通过一个电流传感器或电阻来检测输出电流的大小。

输出电流的峰值与开关管的导通时间和输出电压有关。

1.3 比较与控制将参考电压与输出电流的峰值进行比较，可以确定开关管的工作状态。

当输出电流达到峰值时，控制IC会发出一个关断信号，使开关管停止导通；当输出电流低于峰值时，控制IC会发出一个启动信号，使开关管重新导通。

1.4 脉宽调制控制IC会根据输出电流的峰值调整开关管的导通时间，从而控制输出电压的稳定性。

当输出电流较大时，导通时间会相应增加；当输出电流较小时，导通时间会相应减少。

二、优势峰值电流模式控制IC相比于其他控制方式具有以下优势：2.1 快速响应能力峰值电流模式控制IC能够实时监测输出电流的峰值，并根据需求调节开关管的工作状态，从而能够快速响应负载变化。

这种快速响应能力有助于提高系统的动态性能和稳定性。

2.2 抗干扰能力强峰值电流模式控制IC采用了电流反馈控制策略，具有较强的抗干扰能力。

它能够自动调整开关管的工作状态，使输出电压稳定在设定值附近，从而减小外部环境变化对系统性能的影响。

2.3 系统可靠性高峰值电流模式控制IC具有过流保护和过压保护等功能，能够有效保护开关管和负载器件，提高系统的可靠性和稳定性。

三、应用领域峰值电流模式控制IC广泛应用于各种开关电源系统中，包括电视机、电脑、通信设备、工业控制等领域。

本文开关电源工作原理是电子发烧友网开关电源工程师全力整理的原理分析，以丰富的开关电源案例分析，介绍单端正激式开关电源，自激式开关电源，推挽式开关电源、降压式开关电源、升压式开关电源和反转式开关电源。

随着全球对能源问题的重视，电子产品的耗能问题将愈来愈突出，如何降低其待机功耗，提高供电效率成为一个急待解决的问题。

传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但它存在着效率低（只有40% －50%）、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点。

为了提高效率，人们研制出了开关式稳压电源，它的效率可达85% 以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。

正因为如此，开关式稳压电源已广泛应用于各种电子设备中，本文对各类开关电源的工作原理作一阐述。

一、开关式稳压电源的基本工作原理开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。

因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。

调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。

对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。

直流平均电压Ｕ。

可由公式计算，即Uo=Um×T1/T式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。

从上式可以看出，当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。

这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。

二、开关式稳压电源的原理电路1、基本电路图二开关电源基本电路框图开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。

交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。

高频开关电源的电流峰值控制
假设Buck PWM 转换器工作在电流连续模式。

则图1（b）所示即为峰值电流型PWM 控制系统的工作波形图。

开关电流iv 的峰值与电感电流iL
的峰值相同。

在一个开关周期的开始，由时钟脉冲信号CLK 通过触发器去驱
动开关管V 的导通，当电流iv 的检测信号峰值达到电流给定值Ue（即外环电压调节器的输出）时，触发器翻转，开关管V 关断。

因此只要系统中的电流稍有转换时，占空比Du 就可以快速地产生调节作用，使输出电压U。

接近于给
定值Ur。

图1 Buck PWM 转换器峰值电流型控制系统原理
峰值电流型PWM 控制的优点是：消除了输出滤波电感在系统传递函数中产生的极点，使系统传递函数由二阶降为一阶，解决了系统有条件的环路稳定性问题：具有良好的线性调整率和快的动态响应；固有的逐个开关周期的峰值电流限制，简化了过载保护和短路保护；多个电源模块并联时容易实现均流。

其缺点是：不能准确地控制电感的平均电流，回路的增益对市电电网电压变化敏感，开关噪声容易造成开关管的误动作（即抗干扰性差）等。

更为重要的是，对于最常用的PWM 调制方式，当占空比D0．5 时，电流环不能稳定，并导致开关频率降低，电流、电压的纹波增大。

这时需要外加周期性的斜坡函数来补偿，以使系统稳定如图2 所示。

在电流调节器的输人端，外加一个补偿锯齿波ux 与给定电流Uc 合成一个斜率为Mc 的斜坡函数（倒锯齿波）u′c。

u′c＝Uc-ux然后iV 或iL 与u′c比较后，产生宽度为Du 的脉冲如图2（b）所示。

峰值电流型脉宽调制的稳定性分析如下：。

开关电源的基本控制原理开关电源是一种将直流电转换为交流电的电源装置。

其基本控制原理是通过开关管（晶体管或功率MOS管等）的开关动作，控制输入电源电压的连续开闭，以达到输出电压的变化。

1.输入电压整流与滤波：开关电源通常使用交流输入电源，首先需要使用整流电路将交流电转换为直流电。

整流电路可以采用二极管桥式整流电路，将交流信号变为全波整流的直流电。

然后采用滤波电路对整流电压进行平滑，以消除残余的交流成分。

2.输入电压调整电路：开关电源还需要一种输入电压调节电路，用来改变输入电压的大小，以实现对输出电压的调节。

调节电路一般采用电位器、电阻、可调电压稳压器等元件组成，通过改变电路的电阻或给定的精确电压来调整输入电压的大小。

3.输入电流控制：开关电源中的输入电流通常由输入电源提供。

通过对电源输入电流进行控制，可以实现对输出电流的控制。

电流控制主要依靠反馈电路实现，通过对反馈信号进行放大、调节，以达到期望的输出电流。

4.正弦波PWM控制：开关电源的核心控制方式是采用脉宽调制（PWM）技术，通过调节开关元件的导通时间和关断时间来控制输出电压。

通常使用比较器比较输入信号和三角波信号，产生PWM信号。

PWM信号通过控制开关管的导通和关断，实现对输出电压的调节。

5.输出电压滤波：开关电源输出的是脉冲信号，需要通过滤波电路将其转变为平滑的直流电压。

滤波电路一般采用电感、电容等元件组成的低通滤波电路，将高频脉冲信号滤除，得到平稳的输出电压。

开关电源通过以上控制原理实现对输入电压、电流的调节和对输出电压的稳定控制。

其核心是PWM技术的应用，通过高频开关控制实现对输出电压的精确调节。

开关电源具有高效率、便携性和稳定性好的特点，广泛应用于计算机、通信设备、工业设备等领域。