boost斜坡补偿

带斜坡补偿的BOOST变换器摘要本文根据UC3842芯片输出脉冲脉宽可调的特性，结合Boost拓扑结构以及斜坡补偿的基本原理，设计出具有良好输出特性的升压Boost变换器。

关键词Boost变换器；斜坡补偿；UC3842Boost变换器有很多优点，首先它结构比较简单，所以体积较小；又因为它具有较高的转换效率，所以它克服了传统串联型稳压电源能耗大的缺点。

但它也有一些缺点：第一，变换器的输入、输出电流存在着脉动现象，这就对输入电源有着电磁干扰且输出有较大纹波的电流。

所以实际应用时常加有电容作为输入，输出源的滤波器；第二，开关管发射极不接地，这使得驱动电路复杂化。

这些都是限制升压Boost变换器在实际中的应用的主要因素。

总之，在Boost变压器自身的电路结构的基础上，结合PWM控制芯片的特点，再参考斜坡补偿的作用，设计出了的大功率输出且具有良好输出特性的升压电路结构。

1 电路原理分析和开关芯片的介绍1.1 Boost变换器Boost变换器是输出电压高于输入电压的一种升压电路，开关通的是直流。

假设所有的器件都工作在理想的状态下，我们从变换器充电和放电这两个过程分析电路。

充电过程：开关闭合，开关可以用导线代替。

电流从电感流过。

这里二极管的作用是为了防止电容与地短路，击穿。

由于电感的特性，电感上的直流电流会缓慢的增大，而随着电感中电流的增大，电感储存越来越多的能量。

放电过程：开关断开，相当于断路。

由于电感具有阻碍其自身电流变化的特性，电感的电流值会由充电完毕时的电流值缓缓趋于零。

而此时开关管已断开，电感通过输出电路开始对电容充电，那么随着充电的继续，输出电路中电容两端的电压就高于了输入电压。

总之，说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。

充电时，电感吸收能量，放电时电感放出能量。

1.2 UC3842控制芯片UC3842 是一个PWM脉冲宽度可调的控制芯片，以下为其几个主要引脚的说明：1脚接的是芯片内部误差放大器的输出端；2脚接的是反馈电压的输入端，使测得的电压与2.5V 基准电压进行比较，从而产生电压差值，达到控制输出脉宽的目的；3脚的作用是对电流进行检测；4脚接的是芯片内的振荡器，而振荡器的频率则由芯片外部连接的阻容时间常数决定，，5脚是接地端；6脚是空脚；7脚是直流电源供电端；8脚是内部自带5V 基准电压输出端。

斜坡补偿计算
斜坡补偿是一种在电流上叠加一个固定斜坡信号的技术，主要应用在电路设计中，以提高电流内环的相位裕度，增加系统的稳定性。

斜坡补偿的计算涉及到多个参数和公式，以下是一些关键的计算步骤和考虑因素：
1.斜坡补偿斜率与电流内环相位裕度的关系：斜坡补偿的斜率（Mc）与电流内环的相位裕度（PM）
之间存在关系，可以通过公式Mc = (1 - 1/D + 1/(2D * cos(PM))) * (Vo/L)来计算，其中D是占空比，Vo是输出电压，L是电感。

这个公式说明，增大斜坡电流可以提高电流内环的相位裕度，从而增强系统的稳定性。

2.斜坡补偿的斜率选择：在实际应用中，斜坡补偿的斜率通常选择为Mc = 0.75M2，其中M2是电感
电流的下降斜率。

这个选择是为了给电路设计留下一定的裕度，保证系统的稳定性。

3.占空比的影响：占空比D对斜坡补偿的效果有重要影响。

当占空比接近0.5时，即使没有斜坡补
偿，也可能出现次谐波振荡。

因此，在占空比小于0.5时也需要进行一定的斜坡补偿。

4.重力补偿算法的应用：在机器人等设备的斜坡行走中，还需要考虑重力补偿算法。

通过测量俯仰
角和翻滚角，可以计算出沿着斜坡方向的重力分量，并通过补偿力来平衡这个重力分量，从而实现稳定行走。

需要注意的是，斜坡补偿的计算涉及到多个参数和公式，需要根据具体的应用场景和电路设计来进行调整和优化。

同时，重力补偿算法的实现也需要根据具体的设备和应用场景来进行设计和实现。

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斜坡补偿原理
斜坡补偿原理是随电路和控制系统不断发展而出现的一种重要的新原理，它也是数字技术日益重要的一个组成部分。

那么，斜坡补偿原理究竟是什么？斜坡补偿原理是指在电路中，如果接收的电路给定的信号有一定的斜坡，则可以利用某种方式来抵消这种斜坡，以达到所需的输出信号。

斜坡补偿原理可以应用到各种各样的电路及控制系统中。

下面介绍斜坡补偿原理。

首先，斜坡补偿即为找到电路及控制系统中被斜坡所影响的各种参数，然后根据这些参数考虑到斜坡的影响，从而调整系统的控制参数，使达到更好的效能和更好的控制效果。

其次，斜坡补偿原理中需要考虑以下几个关键因素：首先是斜坡的参数，斜坡参数可以包括净斜坡、正斜坡或负斜坡；其次，斜坡补偿中需要注意控制参数，如控制数据、反馈、比例、积分；最后是系统参数，系统参数可以包括负载、温度和其他电路参数。

斜坡补偿原理在保证达到精确稳定的控制效果的同时也节省了大量的费用，因此，目前斜坡补偿原理已经得到了广泛的应用，尤其是在科学实验中，更是表现出了它的优越性。

斜坡补偿原理对实时系统控制有着重要的作用，未来，斜坡补偿原理将会进一步得到完善，从而使它在自动化、仪器仪表等领域的应用更加广泛。

斜坡补偿原理也可以在机器人控制及机械控制等领域得到广泛
的应用，能够有效地改善机器人运动的精确度和稳定性，使其能够实现对高精度的调节、控制，以及对复杂工况的控制。

可以说，斜坡补偿原理给各种电路及控制系统的发展带来了极大的便利，它已经成为数字技术发展过程中不可或缺的一个组成部分，未来，随着科学技术的进步，斜坡补偿原理将会得到更加深入的研究和更广泛的应用。

一种实用的BOOST电路0 引言在实际应用中经常会涉及到升压电路的设计，对于较大的功率输出，如70W以上的D C／DC升压电路，由于专用升压芯片内部开关管的限制，难于做到大功率升压变换，而且芯片的价格昂贵，在实际应用时受到很大限制。

考虑到Boost升压结构外接开关管选择余地很大，选择合适的控制芯片，便可设计出大功率输出的DC／DC升压电路。

UC3S42是一种电流型脉宽调制电源芯片，价格低廉，广泛应用于电子信息设备的电源电路设计，常用作隔离回扫式开关电源的控制电路，根据UC3842的功能特点，结合Boo st拓扑结构，完全可设计成电流型控制的升压DC／DC电路，且外接元器件少，控制灵活，成本低，输出功率容易做到100W以上，具有其他专用芯片难以实现的功能。

1 UC3842芯片的特点UC3842工作电压为16~30V，工作电流约15mA。

芯片内有一个频率可设置的振荡器；一个能够源出和吸入大电流的图腾式输出结构，特别适用于MoSFET的驱动；一个固定温度补偿的基准电压和高增益误差放大器、电流传感器；具有锁存功能的逻辑电路和能提供逐个脉冲限流控制的PWM比较器，最大占空比可达100％。

另外，具有内部保护功能，如滞后式欠压锁定、可控制的输出死区时间等。

由UC3842设计的DC／DC升压电路属于电流型控制，电路中直接用误差信号控制电感峰值电流，然后间接地控制PWM脉冲宽度。

这种电流型控制电路的主要特点是：1)输入电压的变化引起电感电流斜坡的变化，电感电流自动调整而不需要误差放大器输出变化，改善了瞬态电压调整率；2)电流型控制检测电感电流和开关电流，并在逐个脉冲的基础上同误差放大器的输出比较，控制PWM脉宽，由于电感电流随误差信号的变化而变化，从而更容易设置控制环路，改善了线性调整率；3)简化了限流电路，在保证电源工作可靠性的同时，电流限制使电感和开关管更有效地工作；4)电流型控制电路中需要对电感电流的斜坡进行补偿，因为，平均电感电流大小是决定输出大小的因素，在占空比不同的情况下，峰值电感电流的变化不能与平均电感电流变化相对应，特别是占空比，50％的不稳定性，存在难以校正的峰值电流与平均电流的误差，即使占空比<50％，也可能发生高频次谐波振荡，因而需要斜坡补偿，使峰值电感电流与平均电感电流变化相一致，但是，同步不失真的斜坡补偿技术实现上有一定的难度。

• 28•峰值电流型Boost变换器斜坡补偿分析咸阳职业技术学院汽车学院 习 璐中海油节能环保服务有限公司 陈文奎咸阳职业技术学院汽车学院 吴 珊本文以峰值电流型PFC Boost 变换器为基础，在输入电压正弦变化的条件下，推导出参考电流和电感电流平均值的时变表达式，进一步分析采取固定斜坡补偿时功率因数降低和过零死区出现的原因。

1.引言PFC Boost 变换器是目前有源功率因数校正电路中应用最广的一种电路结构，由于非线性电子元器件如功率开关和乘法器等在该电路中的使用，虽然能起到提高电路功率因数的作用，但同时给系统带来很强的非线性，即出现了分岔和混沌等不稳定现象（C K Tse.Circuit theory of power factor correction in switch-ing converters:International Journal of Circuit Theory and Ap-plica-tion,2003,31(2):157-198；O Dranga,C K Tse,H C H IU.Bifurcation behavior of a power-factor-correction Boost converter:International Journal of Bifurcation and Chaos,2003,13(10):3107-3114；马西奎,刘伟增,张浩.快时标意义下Boost PFC 变换器中的分岔与混沌现象分析:中国电机工程学报,2005,25(5):61-67）。

通常通过斜坡补偿的方法解决分岔和混沌，从而削弱不稳定现象范围（邹建龙,马西奎.功率因数校正Boost 变换器中快时标分岔的实验研究:中国电机工程学报,2008,28(12):38-43；任海鹏,刘丁.基于Matlab 的PFC Boost 变换器仿真研究和实验验证:电工技术学报,2006(5):29-35；黄家成.峰值电流控制模式PFC Boost 变换器中的斜坡补偿:合肥:安徽大学,2010:34-43）。