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簡(jiǎn)述斜坡補(bǔ)償

  采用峰值電流控制的變換器相對(duì)于電壓控制模式具有更佳的動(dòng)態(tài)特性，但是當(dāng)其工作在CCM模式下且占空比大于50%時(shí)會(huì)出現(xiàn)開(kāi)環(huán)不穩(wěn)定（次諧波震蕩）現(xiàn)象，產(chǎn)生機(jī)理可從兩方面分析：

一、通過(guò)過(guò)程分析

資料中的常見(jiàn)解釋，當(dāng)占空比<0.5擾動(dòng)逐漸收斂，當(dāng)占空比>0.5擾動(dòng)逐漸發(fā)散。

                圖1-1 通過(guò)趨勢(shì)分析次諧波震蕩

  二、通過(guò)結(jié)果分析

  次諧波震蕩也是一種穩(wěn)態(tài)滿足伏秒平衡，所以可以利用最終的穩(wěn)態(tài)結(jié)果進(jìn)行分析。

                圖1-2 穩(wěn)態(tài)下的次諧波震蕩電流波形

  上圖展示了次諧波震蕩下的穩(wěn)態(tài)波形既連續(xù)兩周期滿足伏秒平衡，有兩個(gè)問(wèn)題需要說(shuō)明一下：

  • 為什么不會(huì)發(fā)生多個(gè)周期的次諧波震蕩？

  一般電流檢測(cè)電路要有加消隱電路（RC低通）順便濾掉了高次諧波所以只剩連續(xù)兩周期的次諧波震蕩（既大小波）。

  • 為何占空比<0.5時(shí)不會(huì)發(fā)生次諧波震蕩？

  因?yàn)檎伎毡刃∮?.5的次諧波震蕩在實(shí)際電路中不具備發(fā)生條件，見(jiàn)下圖：

                                     圖1-3 真、假次諧波震蕩

  上圖(b)其峰值分別由最大占空Dmax和Vcont控制而圖(a)中矮、窄峰是不成立的所以次諧波震蕩也是不成立。

  通過(guò)兩周期伏秒平衡公式可以得出大小波的占空比關(guān)系：D1+D2=2*Dnorm。

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2021-01-14 22:56

  弄清機(jī)理之后就可以開(kāi)始尋找解決方案，要解決的是一個(gè)占空比不能大于0.5而又需要大于0.5的矛盾問(wèn)題（例如電流模式寬輸入應(yīng)用）。

解決方案以下圖為示例：

 

                           圖1-4 斜坡補(bǔ)償原理

  上圖1-4中紅色為電流波形，正常情況下是要發(fā)生次諧波震蕩的，如果增加一個(gè)斜坡（藍(lán)色虛線）使原來(lái)的上升斜率從m1變?yōu)?/span>m1+m下降斜率從m2變?yōu)?/span>m2-m且m1+m≥m2-m（變化后的綠色虛線），從控制器的角度看占空比是小于等于0.5的就避免了發(fā)生次諧波震蕩。（其中m1、m2、m都取正數(shù)）

補(bǔ)償斜坡也可以加在Vcont信號(hào)上效果相同，見(jiàn)下圖。

 

                   圖1-5 補(bǔ)償斜坡加在Vcont信號(hào)上

至此我們得到了最小斜坡補(bǔ)償參數(shù)m≥（m2-m1）/2，而最大斜坡補(bǔ)償參數(shù)為m≤m2。

 

                           圖1-6 最小、最大斜坡補(bǔ)償波形

  通過(guò)歸一化處理并繪制出反激電路最大、最小斜坡補(bǔ)償參數(shù)與最大占空比的關(guān)系如下圖：

 

                 圖1-7 反激電路歸一化的斜坡與最大占空比關(guān)系

斜坡補(bǔ)償雖然能夠解決CCM峰值電流模式的次諧波震蕩問(wèn)題，但也會(huì)帶來(lái)不利因素使電路特性趨向于電壓控制模式。

 

                         圖1-8 過(guò)補(bǔ)償

圖1-8顯示的是過(guò)補(bǔ)償波形已經(jīng)近似于電壓控制模式這就失去了原電流控制模式的優(yōu)勢(shì)，所以補(bǔ)償應(yīng)適度。

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令義
LV.5
3
2021-01-15 13:31
@boy59
 弄清機(jī)理之后就可以開(kāi)始尋找解決方案，要解決的是一個(gè)占空比不能大于0.5而又需要大于0.5的矛盾問(wèn)題（例如電流模式寬輸入應(yīng)用）。解決方案以下圖為示例：[圖片]                            圖1-4斜坡補(bǔ)償原理  上圖1-4中紅色為電流波形，正常情況下是要發(fā)生次諧波震蕩的，如果增加一個(gè)斜坡（藍(lán)色虛線）使原來(lái)的上升斜率從m1變?yōu)閙1+m下降斜率從m2變?yōu)閙2-m且m1+m≥m2-m（變化后的綠色虛線），從控制器的角度看占空比是小于等于0.5的就避免了發(fā)生次諧波震蕩。（其中m1、m2、m都取正數(shù)）補(bǔ)償斜坡也可以加在Vcont信號(hào)上效果相同，見(jiàn)下圖。[圖片]                    圖1-5補(bǔ)償斜坡加在Vcont信號(hào)上至此我們得到了最小斜坡補(bǔ)償參數(shù)m≥（m2-m1）/2，而最大斜坡補(bǔ)償參數(shù)為m≤m2。[圖片]                            圖1-6最小、最大斜坡補(bǔ)償波形  通過(guò)歸一化處理并繪制出反激電路最大、最小斜坡補(bǔ)償參數(shù)與最大占空比的關(guān)系如下圖：[圖片]                  圖1-7反激電路歸一化的斜坡與最大占空比關(guān)系斜坡補(bǔ)償雖然能夠解決CCM峰值電流模式的次諧波震蕩問(wèn)題，但也會(huì)帶來(lái)不利因素使電路特性趨向于電壓控制模式。[圖片]                          圖1-8過(guò)補(bǔ)償圖1-8顯示的是過(guò)補(bǔ)償波形已經(jīng)近似于電壓控制模式這就失去了原電流控制模式的優(yōu)勢(shì)，所以補(bǔ)償應(yīng)適度。
  這是我看到的關(guān)于斜坡補(bǔ)償?shù)淖钤敿?xì)的分析了。謝謝！
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2021-01-15 20:24
@令義
[圖片] 這是我看到的關(guān)于斜坡補(bǔ)償?shù)淖钤敿?xì)的分析了。謝謝！[圖片]
過(guò)獎(jiǎng)了
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2021-01-17 13:38
@boy59
 弄清機(jī)理之后就可以開(kāi)始尋找解決方案，要解決的是一個(gè)占空比不能大于0.5而又需要大于0.5的矛盾問(wèn)題（例如電流模式寬輸入應(yīng)用）。解決方案以下圖為示例：[圖片]                            圖1-4斜坡補(bǔ)償原理  上圖1-4中紅色為電流波形，正常情況下是要發(fā)生次諧波震蕩的，如果增加一個(gè)斜坡（藍(lán)色虛線）使原來(lái)的上升斜率從m1變?yōu)閙1+m下降斜率從m2變?yōu)閙2-m且m1+m≥m2-m（變化后的綠色虛線），從控制器的角度看占空比是小于等于0.5的就避免了發(fā)生次諧波震蕩。（其中m1、m2、m都取正數(shù)）補(bǔ)償斜坡也可以加在Vcont信號(hào)上效果相同，見(jiàn)下圖。[圖片]                    圖1-5補(bǔ)償斜坡加在Vcont信號(hào)上至此我們得到了最小斜坡補(bǔ)償參數(shù)m≥（m2-m1）/2，而最大斜坡補(bǔ)償參數(shù)為m≤m2。[圖片]                            圖1-6最小、最大斜坡補(bǔ)償波形  通過(guò)歸一化處理并繪制出反激電路最大、最小斜坡補(bǔ)償參數(shù)與最大占空比的關(guān)系如下圖：[圖片]                  圖1-7反激電路歸一化的斜坡與最大占空比關(guān)系斜坡補(bǔ)償雖然能夠解決CCM峰值電流模式的次諧波震蕩問(wèn)題，但也會(huì)帶來(lái)不利因素使電路特性趨向于電壓控制模式。[圖片]                          圖1-8過(guò)補(bǔ)償圖1-8顯示的是過(guò)補(bǔ)償波形已經(jīng)近似于電壓控制模式這就失去了原電流控制模式的優(yōu)勢(shì)，所以補(bǔ)償應(yīng)適度。
學(xué)習(xí)了，很通俗易懂，感謝分享！
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2021-01-17 22:24
@hunter4051
學(xué)習(xí)了，很通俗易懂，感謝分享！

謝謝肯定！

這斜坡明明放在下面去解釋很容易懂，不知為何看過(guò)的資料都是放在上面去解釋。

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2021-02-26 23:59
@boy59
 弄清機(jī)理之后就可以開(kāi)始尋找解決方案，要解決的是一個(gè)占空比不能大于0.5而又需要大于0.5的矛盾問(wèn)題（例如電流模式寬輸入應(yīng)用）。解決方案以下圖為示例：[圖片]                            圖1-4斜坡補(bǔ)償原理  上圖1-4中紅色為電流波形，正常情況下是要發(fā)生次諧波震蕩的，如果增加一個(gè)斜坡（藍(lán)色虛線）使原來(lái)的上升斜率從m1變?yōu)閙1+m下降斜率從m2變?yōu)閙2-m且m1+m≥m2-m（變化后的綠色虛線），從控制器的角度看占空比是小于等于0.5的就避免了發(fā)生次諧波震蕩。（其中m1、m2、m都取正數(shù)）補(bǔ)償斜坡也可以加在Vcont信號(hào)上效果相同，見(jiàn)下圖。[圖片]                    圖1-5補(bǔ)償斜坡加在Vcont信號(hào)上至此我們得到了最小斜坡補(bǔ)償參數(shù)m≥（m2-m1）/2，而最大斜坡補(bǔ)償參數(shù)為m≤m2。[圖片]                            圖1-6最小、最大斜坡補(bǔ)償波形  通過(guò)歸一化處理并繪制出反激電路最大、最小斜坡補(bǔ)償參數(shù)與最大占空比的關(guān)系如下圖：[圖片]                  圖1-7反激電路歸一化的斜坡與最大占空比關(guān)系斜坡補(bǔ)償雖然能夠解決CCM峰值電流模式的次諧波震蕩問(wèn)題，但也會(huì)帶來(lái)不利因素使電路特性趨向于電壓控制模式。[圖片]                          圖1-8過(guò)補(bǔ)償圖1-8顯示的是過(guò)補(bǔ)償波形已經(jīng)近似于電壓控制模式這就失去了原電流控制模式的優(yōu)勢(shì)，所以補(bǔ)償應(yīng)適度。
感謝版主分享，反激斜坡補(bǔ)償和占空比推到怎么得到了，能分享下推到過(guò)程嗎，非常感謝！
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2021-02-27 10:56
@mf2605021898
感謝版主分享[圖片]，反激斜坡補(bǔ)償和占空比推到怎么得到了，能分享下推到過(guò)程嗎，非常感謝！

利用最大、最小斜坡關(guān)系式再把占空比引入就可以。

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2021-02-27 12:13
@boy59
[圖片]利用最大、最小斜坡關(guān)系式再把占空比引入就可以。
非常感謝，上面歸一化公式是什么量了。
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2021-02-28 09:37
@mf2605021898
非常感謝，上面歸一化公式是什么量了。[圖片]

默認(rèn)斜坡是指電流斜坡，需要通過(guò)采樣Rs轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再引入周期T將斜率（dv/dt≈V/T）轉(zhuǎn)換為電壓幅值（是個(gè)人喜好）。

不同的參數(shù)補(bǔ)償結(jié)果不一樣，歸一化處理就是想讓結(jié)果統(tǒng)一，實(shí)際設(shè)計(jì)中不需要?dú)w一化考慮或者將Vin*Rs*T/Lm作為系數(shù)乘到歸一化公式中。

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2021-02-28 11:16
@boy59
默認(rèn)斜坡是指電流斜坡，需要通過(guò)采樣Rs轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再引入周期T將斜率（dv/dt≈V/T）轉(zhuǎn)換為電壓幅值（是個(gè)人喜好）。不同的參數(shù)補(bǔ)償結(jié)果不一樣，歸一化處理就是想讓結(jié)果統(tǒng)一，實(shí)際設(shè)計(jì)中不需要?dú)w一化考慮或者將Vin*Rs*T/Lm作為系數(shù)乘到歸一化公式中。
感謝
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2021-03-01 08:49
@mf2605021898
[圖片]感謝
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13
SUNNY34373
LV.1
14
2021-05-12 13:43

感謝版主分享。有一點(diǎn)一直不明白：在反激中m2斜率應(yīng)該怎么表示。

在MOS關(guān)斷時(shí)，Lp上電壓等于反射電壓Vout×Nps，且MOS關(guān)斷后Lp上實(shí)際無(wú)電流。

版主用Vout/Lm，這個(gè)怎么理解。

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2021-05-12 15:28
@SUNNY34373
感謝版主分享。有一點(diǎn)一直不明白：在反激中m2斜率應(yīng)該怎么表示。在MOS關(guān)斷時(shí)，Lp上電壓等于反射電壓Vout×Nps，且MOS關(guān)斷后Lp上實(shí)際無(wú)電流。版主用Vout/Lm，這個(gè)怎么理解。

如果是反激要用Vor/Lm，Vor=(Vout+Vd)*N。

因?yàn)樾逼卵a(bǔ)償可以用于任何峰值電流控制的拓?fù)?，比如正激、buck-boost電路等，所以并未特別以反激舉例。

MOS關(guān)斷后電感上依然有電流（MOS管無(wú)電流、輸入無(wú)電流），功率就是在Toff這段時(shí)期傳遞到負(fù)載的（反激）。

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2022-08-29 10:04

請(qǐng)問(wèn)這個(gè)斜坡和采樣的波形疊加后不是把過(guò)流保護(hù)觸發(fā)點(diǎn)都抬高了嗎？還是說(shuō)兩個(gè)波形疊加是抵消了一部分？

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dy-kJMVjMr8
LV.1
17
2024-03-18 08:47

請(qǐng)問(wèn)一下樓主，這個(gè)算是斜坡補(bǔ)償不（新手小白），怎么算這RSS和CSS呢，或者說(shuō)刪掉行不行，我想用這個(gè)圖做個(gè)東西不知道可不可行

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Daveone
LV.1
18
2024-03-19 12:50

有沒(méi)有辦法把峰值電流比較變成在紋波電流中點(diǎn)的比較，這樣就是峰值電流模式下的平均電流模式了

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2024-03-19 22:09
@dy-kJMVjMr8
[圖片]請(qǐng)問(wèn)一下樓主，這個(gè)算是斜坡補(bǔ)償不（新手小白），怎么算這RSS和CSS呢，或者說(shuō)刪掉行不行，我想用這個(gè)圖做個(gè)東西不知道可不可行

斜坡補(bǔ)償在四腳RT/CT上產(chǎn)生并通過(guò)三極管、Cramp、Rramp疊加到3腳ISENSE上。

Css和Rss實(shí)現(xiàn)軟啟功能，計(jì)算公式大致如下：

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2024-03-19 22:20
@Daveone
有沒(méi)有辦法把峰值電流比較變成在紋波電流中點(diǎn)的比較，這樣就是峰值電流模式下的平均電流模式了

是可以實(shí)現(xiàn)的，需要引入輸出電壓信息實(shí)現(xiàn)可調(diào)斜坡及加入平均值補(bǔ)償，效果能與平均電流模式一樣又兼顧峰值電流的單周期保護(hù)功能。（最終效果通過(guò)輸入擾動(dòng)可以驗(yàn)證）

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Daveone
LV.1
21
2024-03-20 16:19
@boy59
是可以實(shí)現(xiàn)的，需要引入輸出電壓信息實(shí)現(xiàn)可調(diào)斜坡及加入平均值補(bǔ)償，效果能與平均電流模式一樣又兼顧峰值電流的單周期保護(hù)功能。（最終效果通過(guò)輸入擾動(dòng)可以驗(yàn)證）

電感電流下降斜率等于Vo/L  通過(guò)每個(gè)開(kāi)關(guān)周期采樣輸出電壓讓補(bǔ)償斜率等于下降斜率的一半就可以了是吧

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2024-03-23 11:27
@Daveone
電感電流下降斜率等于Vo/L 通過(guò)每個(gè)開(kāi)關(guān)周期采樣輸出電壓讓補(bǔ)償斜率等于下降斜率的一半就可以了是吧

是的 差不多就是這樣子。

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dy-4kCaytHN
LV.1
23
2024-04-23 17:55
@dy-kJMVjMr8
[圖片]請(qǐng)問(wèn)一下樓主，這個(gè)算是斜坡補(bǔ)償不（新手小白），怎么算這RSS和CSS呢，或者說(shuō)刪掉行不行，我想用這個(gè)圖做個(gè)東西不知道可不可行

這個(gè)是緩啟吧

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chhe008
LV.4
24
2024-04-23 21:24

  這是我在電源網(wǎng)看到的關(guān)于斜坡補(bǔ)償?shù)淖钤敿?xì)的分析了。謝謝！

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Powermore
LV.1
25
04-11 15:35
@boy59
 弄清機(jī)理之后就可以開(kāi)始尋找解決方案，要解決的是一個(gè)占空比不能大于0.5而又需要大于0.5的矛盾問(wèn)題（例如電流模式寬輸入應(yīng)用）。解決方案以下圖為示例：[圖片]                            圖1-4斜坡補(bǔ)償原理  上圖1-4中紅色為電流波形，正常情況下是要發(fā)生次諧波震蕩的，如果增加一個(gè)斜坡（藍(lán)色虛線）使原來(lái)的上升斜率從m1變?yōu)閙1+m下降斜率從m2變?yōu)閙2-m且m1+m≥m2-m（變化后的綠色虛線），從控制器的角度看占空比是小于等于0.5的就避免了發(fā)生次諧波震蕩。（其中m1、m2、m都取正數(shù)）補(bǔ)償斜坡也可以加在Vcont信號(hào)上效果相同，見(jiàn)下圖。[圖片]                    圖1-5補(bǔ)償斜坡加在Vcont信號(hào)上至此我們得到了最小斜坡補(bǔ)償參數(shù)m≥（m2-m1）/2，而最大斜坡補(bǔ)償參數(shù)為m≤m2。[圖片]                            圖1-6最小、最大斜坡補(bǔ)償波形  通過(guò)歸一化處理并繪制出反激電路最大、最小斜坡補(bǔ)償參數(shù)與最大占空比的關(guān)系如下圖：[圖片]                  圖1-7反激電路歸一化的斜坡與最大占空比關(guān)系斜坡補(bǔ)償雖然能夠解決CCM峰值電流模式的次諧波震蕩問(wèn)題，但也會(huì)帶來(lái)不利因素使電路特性趨向于電壓控制模式。[圖片]                          圖1-8過(guò)補(bǔ)償圖1-8顯示的是過(guò)補(bǔ)償波形已經(jīng)近似于電壓控制模式這就失去了原電流控制模式的優(yōu)勢(shì)，所以補(bǔ)償應(yīng)適度。

為什么我覺(jué)得是m1-m≥m2+m

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