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【討論】談?wù)凱WM控制器原理與應(yīng)用:

現(xiàn)在大多數(shù)開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)芯片都是PWM控制器。

我想學(xué)習(xí)下PWM控制器原理:即控制方式;

我貼圖 大家來一起來討論。

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st.you
LV.10
2
2011-03-28 16:22

建議,先學(xué)習(xí)TL494,再學(xué)習(xí)UC3842,經(jīng)典的東西,資料多,懂的人也多。

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344020199
LV.6
3
2011-03-28 16:29
@st.you
建議,先學(xué)習(xí)TL494,再學(xué)習(xí)UC3842,經(jīng)典的東西,資料多,懂的人也多。

是,,,,

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344020199
LV.6
4
2011-03-28 16:54

一、 PWM(脈沖寬度調(diào)制Pulse Width Modulation)原理:
       
脈沖寬度調(diào)制波通常由一列占空比不同的矩形脈沖構(gòu)成,其占空比與信號(hào)的瞬時(shí)采樣值成比例。圖1所示為脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)的原理框圖和波形圖。該系統(tǒng)有一個(gè)比較器和一個(gè)周期為Ts的鋸齒波發(fā)生器組成。語音信號(hào)如果大于鋸齒波信號(hào),比較器輸出正常數(shù)A,否則輸出0。因此,從圖1中可以看出,比較器輸出一列下降沿調(diào)制的脈沖寬度調(diào)制波。
   
 
     
通過圖1b的分析可以看出,生成的矩形脈沖的寬度取決于脈沖下降沿時(shí)刻t k時(shí)的語音信號(hào)幅度值。因而,采樣值之間的時(shí)間間隔是非均勻的。在系統(tǒng)的輸入端插入一個(gè)采樣保持電路可以得到均勻的采樣信號(hào),但是對(duì)于實(shí)際中tk-kTs<的情況,均勻采樣和非均勻采樣差異非常小。如果假定采樣為均勻采樣,第k個(gè)矩形脈沖可以表示為:
                           
1
其中,x{t}是離散化的語音信號(hào);Ts是采樣周期;  是未調(diào)制寬度;m是調(diào)制指數(shù)。
 
然而,如果對(duì)矩形脈沖作如下近似:脈沖幅度為A,中心在t = k Ts處,   在相鄰脈沖間變化緩慢,則脈沖寬度調(diào)制波xp(t)可以表示為:
                           
2
其中,   。無需作頻譜分析,由式(2)可以看出脈沖寬度信號(hào)由語音信號(hào)x(t)加上一個(gè)直流成分以及相位調(diào)制波構(gòu)成。當(dāng)   時(shí),相位調(diào)制部分引起的信號(hào)交迭可以忽略,因此,脈沖寬度調(diào)制波可以直接通過低通濾波器進(jìn)行解調(diào)。

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344020199
LV.6
5
2011-03-28 17:15

PWM是脈寬調(diào)制方式,其特點(diǎn)是開關(guān)頻率固定,通過改變脈沖寬度來調(diào)節(jié)占空比,是開關(guān)功率變換器中最常用的控制方式。其基本工作原理就是在輸入電壓變化、內(nèi)部參數(shù)變化、外接負(fù)載變化的情況下,控制電路通過被控制信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)的差值進(jìn)行閉環(huán)控制,調(diào)節(jié)主電路開關(guān)器件的導(dǎo)通脈沖寬度,使得開關(guān)電源的輸出電壓或電流等達(dá)到穩(wěn)定值。其原理圖及波形如圖
2.6所示。

 

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344020199
LV.6
6
2011-03-28 17:16

         開關(guān)電源五種PWM反饋控制模式
PWM開關(guān)穩(wěn)壓電源基本工作原理就是在輸入電壓變化、內(nèi)部參數(shù)變化、外接負(fù)載變化的情況下,控制電路通過被控制信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋,調(diào)節(jié)主電路開關(guān)器件.導(dǎo)通脈沖寬度,使得開關(guān)電源的輸出電壓或電流得到穩(wěn)定。PWM的開關(guān)頻率一般為恒定,控制取樣信號(hào)有:輸出電壓、輸入電壓、輸出電流、輸出電感電壓、開關(guān)器件峰值電流。由這些信號(hào)可以構(gòu)成單環(huán)、雙環(huán)或多環(huán)反饋系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、穩(wěn)流及恒定功率的目的,同可以實(shí)現(xiàn)一些附帶的過流保護(hù)、抗偏磁、均流等功能。PWM調(diào)制型開關(guān)電源有五種反饋控制模式?!?7     

 

圖2.10是開關(guān)電源PWM電壓型控制模式原理圖,VFB為輸出電壓通過
I也采樣后反饋電壓值,VR為參考電壓,M1為開關(guān)管。從圖中可以看出,
電壓模式控制只有一個(gè)電壓反饋閉環(huán),采用脈沖寬度調(diào)制法,即將電壓誤差
放大器采樣放大后緩慢變化的直流信號(hào)與恒定頻率的三角波的斜波比較,通
過脈沖寬度調(diào)制原理,得到適當(dāng)?shù)拿}沖寬度。當(dāng)輸入電壓突然變小或負(fù)載阻
抗突然變小時(shí),因?yàn)橹麟娐酚休^大的電容和電感相移延時(shí)作用,輸出電壓的
變小也延時(shí)滯后,輸出電壓變小的信息還要經(jīng)過電壓誤差放大器的補(bǔ)償電路
延時(shí)滯后,才能傳至PWM比較器將脈寬展寬。這兩個(gè)延時(shí)滯后作用是暫態(tài)
響應(yīng)慢的主要原因。一1     

 

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344020199
LV.6
7
2011-03-28 17:16

電流模式控制又稱峰值電流模式控制。它的概念在60年代后期來源于具有原邊電流保護(hù)功能的單端自激式反激開關(guān)電源,在70年代后期才從學(xué)術(shù)上作深入地建模研究,直至80年代初期,第一批電流模式控制PWM集成電路的出現(xiàn)使得電流模式控制迅速推廣應(yīng)用。UC3842是美國(guó)Unitorde公司在80年代初期研制的一種高性能單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制器芯片,可直接驅(qū)動(dòng)雙極型晶體管、MOSFEF和IGBT等功率型半導(dǎo)體器件。近年來,由于大占空比時(shí)所需要的同步不失真斜波補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)上的難度及抗噪聲性能差,電流模式控制面臨改善性能后的電壓模式控制的挑戰(zhàn)。
如圖2.11所示,是開關(guān)電源PWM電流型控制模式原理圖。誤差電壓信號(hào)送至PWM比較器后,與一個(gè)變化的其峰值代表輸出電感電流峰值的三角狀波形或梯形尖角狀合成波形信號(hào)比較,然后得到PWM脈沖關(guān)斷時(shí)刻。電流模式控制是一種固定時(shí)鐘開啟、峰值電流關(guān)斷的控制方法

 

 

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344020199
LV.6
8
2011-03-29 10:55
@344020199
         開關(guān)電源五種PWM反饋控制模式PWM開關(guān)穩(wěn)壓電源基本工作原理就是在輸入電壓變化、內(nèi)部參數(shù)變化、外接負(fù)載變化的情況下,控制電路通過被控制信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋,調(diào)節(jié)主電路開關(guān)器件.導(dǎo)通脈沖寬度,使得開關(guān)電源的輸出電壓或電流得到穩(wěn)定。PWM的開關(guān)頻率一般為恒定,控制取樣信號(hào)有:輸出電壓、輸入電壓、輸出電流、輸出電感電壓、開關(guān)器件峰值電流。由這些信號(hào)可以構(gòu)成單環(huán)、雙環(huán)或多環(huán)反饋系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、穩(wěn)流及恒定功率的目的,同可以實(shí)現(xiàn)一些附帶的過流保護(hù)、抗偏磁、均流等功能。PWM調(diào)制型開關(guān)電源有五種反饋控制模式?!?7      圖2.10是開關(guān)電源PWM電壓型控制模式原理圖,VFB為輸出電壓通過I也采樣后反饋電壓值,VR為參考電壓,M1為開關(guān)管。從圖中可以看出,電壓模式控制只有一個(gè)電壓反饋閉環(huán),采用脈沖寬度調(diào)制法,即將電壓誤差放大器采樣放大后緩慢變化的直流信號(hào)與恒定頻率的三角波的斜波比較,通過脈沖寬度調(diào)制原理,得到適當(dāng)?shù)拿}沖寬度。當(dāng)輸入電壓突然變小或負(fù)載阻抗突然變小時(shí),因?yàn)橹麟娐酚休^大的電容和電感相移延時(shí)作用,輸出電壓的變小也延時(shí)滯后,輸出電壓變小的信息還要經(jīng)過電壓誤差放大器的補(bǔ)償電路延時(shí)滯后,才能傳至PWM比較器將脈寬展寬。這兩個(gè)延時(shí)滯后作用是暫態(tài)響應(yīng)慢的主要原因。一1     [圖片] 

TL494是美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的一種電壓驅(qū)動(dòng)型脈寬調(diào)制控制集成電路:

2 回路控制器工作原理
回路控制器的方框圖如圖2所示。被控制量(如壓力、流量、溫度等)通過傳感器交換為0~5V的電信號(hào),作為閉環(huán)回路的反饋信號(hào),通過有源簡(jiǎn)單二階低通濾波電路進(jìn)行平滑、除雜波干擾后送給TL494的誤差放大器I的IN+同相輸入端。設(shè)定輸入信號(hào)是由TL494的5V準(zhǔn)電壓源經(jīng)一精密多圈電位器分壓,由電位器動(dòng)端通過有源簡(jiǎn)單二階低通濾波電路接TL49的誤差放大器I的IN-反相輸入端。反饋信號(hào)和設(shè)定信號(hào)通過TL494的誤差放大器I進(jìn)行比較大,進(jìn)而控制脈沖寬度,這個(gè)脈沖空度變化的輸出又經(jīng)過整流濾波電路及由集成運(yùn)算放器構(gòu)成的隔離放大電路進(jìn)行平滑和放大處理,輸出一個(gè)與脈沖寬度成正比的、變化范圍為~10V的直流電壓。這個(gè)電壓就是所需要的輸出控制電壓,用它去控制執(zhí)行電路,及時(shí)調(diào)整被控制量,使被控制量始終與設(shè)定值保持一致,形成閉環(huán)單回路控制

   

時(shí)序圖:

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344020199
LV.6
9
2011-03-29 11:10
@344020199
TL494是美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的一種電壓驅(qū)動(dòng)型脈寬調(diào)制控制集成電路:2回路控制器工作原理回路控制器的方框圖如圖2所示。被控制量(如壓力、流量、溫度等)通過傳感器交換為0~5V的電信號(hào),作為閉環(huán)回路的反饋信號(hào),通過有源簡(jiǎn)單二階低通濾波電路進(jìn)行平滑、除雜波干擾后送給TL494的誤差放大器I的IN+同相輸入端。設(shè)定輸入信號(hào)是由TL494的5V準(zhǔn)電壓源經(jīng)一精密多圈電位器分壓,由電位器動(dòng)端通過有源簡(jiǎn)單二階低通濾波電路接TL49的誤差放大器I的IN-反相輸入端。反饋信號(hào)和設(shè)定信號(hào)通過TL494的誤差放大器I進(jìn)行比較大,進(jìn)而控制脈沖寬度,這個(gè)脈沖空度變化的輸出又經(jīng)過整流濾波電路及由集成運(yùn)算放器構(gòu)成的隔離放大電路進(jìn)行平滑和放大處理,輸出一個(gè)與脈沖寬度成正比的、變化范圍為~10V的直流電壓。這個(gè)電壓就是所需要的輸出控制電壓,用它去控制執(zhí)行電路,及時(shí)調(diào)整被控制量,使被控制量始終與設(shè)定值保持一致,形成閉環(huán)單回路控制[圖片] [圖片] [圖片] 時(shí)序圖:

電壓驅(qū)動(dòng)型脈寬調(diào)制控制集成電路都逃不出它的核心:見下圖(TL494)

 

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344020199
LV.6
10
2011-03-29 15:33

3842是典型的峰值電流模式控制的芯片:

 

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st.you
LV.10
11
2011-03-29 15:44
@344020199
[圖片]3842是典型的峰值電流模式控制的芯片:[圖片] 

你是發(fā)給別人學(xué)習(xí)呢還是發(fā)給自己學(xué)習(xí)???

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mofa520
LV.8
12
2011-03-29 19:06
@344020199
[圖片]3842是典型的峰值電流模式控制的芯片:[圖片] 

樓主請(qǐng)繼續(xù)! 正默默的學(xué)習(xí)和支持! 頂!!!!!

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21176659
LV.4
13
2011-03-29 19:10
@st.you
你是發(fā)給別人學(xué)習(xí)呢還是發(fā)給自己學(xué)習(xí)???

樓主自學(xué)呢

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zhijian1024
LV.6
14
2011-03-29 21:12
@mofa520
樓主請(qǐng)繼續(xù)!正默默的學(xué)習(xí)和支持!頂!!!!!

支持樓主發(fā)貼,在學(xué)習(xí)中為您頂貼!

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2011-03-29 22:31
@344020199
[圖片]3842是典型的峰值電流模式控制的芯片:[圖片] 

樓主自學(xué),需要作筆記的,發(fā)個(gè)帖記錄下來,省紙和筆了,很環(huán)保,還能永久保存~

同時(shí)也方便別人學(xué)習(xí),一舉多得呢!

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2011-03-30 16:30
@高等數(shù)學(xué)
樓主自學(xué),需要作筆記的,發(fā)個(gè)帖記錄下來,省紙和筆了,很環(huán)保,還能永久保存~[圖片]同時(shí)也方便別人學(xué)習(xí),一舉多得呢!

我是剛開始接觸電源,UC3842是我的入門芯片,看了幾遍,有的不知道所云啊。有些時(shí)候又一點(diǎn)感覺了,有些時(shí)候又感覺什么也沒有。



2843在反激變換器里面的主要作用是提供一個(gè)PWM電流驅(qū)動(dòng)反激電路的關(guān)鍵Mos管吧,控制它的導(dǎo)通和關(guān)斷。還有一個(gè)就是反饋。


具體應(yīng)該怎么學(xué)習(xí)呢,能指教一下嗎

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2011-03-30 22:28
@湖之一二
我是剛開始接觸電源,UC3842是我的入門芯片,看了幾遍,有的不知道所云啊。有些時(shí)候又一點(diǎn)感覺了,有些時(shí)候又感覺什么也沒有。2843在反激變換器里面的主要作用是提供一個(gè)PWM電流驅(qū)動(dòng)反激電路的關(guān)鍵Mos管吧,控制它的導(dǎo)通和關(guān)斷。還有一個(gè)就是反饋。具體應(yīng)該怎么學(xué)習(xí)呢,能指教一下嗎

反激很經(jīng)典,也適合入門。

要玩精來就需要下苦功,涉及的方面也多了。

反激,你可以先從原理上仿真,然后自己設(shè)計(jì),調(diào)試一下。

然后可以再深入學(xué)習(xí)下環(huán)路和建模方面的。

還有變壓器是重點(diǎn),好好研究。

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2011-03-30 23:03
@高等數(shù)學(xué)
反激很經(jīng)典,也適合入門。要玩精來就需要下苦功,涉及的方面也多了。反激,你可以先從原理上仿真,然后自己設(shè)計(jì),調(diào)試一下。然后可以再深入學(xué)習(xí)下環(huán)路和建模方面的。還有變壓器是重點(diǎn),好好研究。

仿真,然后自己設(shè)計(jì),調(diào)試


怎么仿真呢,我還沒有找到仿真軟件呢,設(shè)計(jì)是用DXP自己畫圖是吧,調(diào)試我懂。

你說的環(huán)路和建模是我第一次遇到的概念。變壓器確實(shí)是重點(diǎn),看開關(guān)電源設(shè)計(jì)里面會(huì)有涉及到把

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st.you
LV.10
19
2011-03-30 23:06
@湖之一二
我是剛開始接觸電源,UC3842是我的入門芯片,看了幾遍,有的不知道所云啊。有些時(shí)候又一點(diǎn)感覺了,有些時(shí)候又感覺什么也沒有。2843在反激變換器里面的主要作用是提供一個(gè)PWM電流驅(qū)動(dòng)反激電路的關(guān)鍵Mos管吧,控制它的導(dǎo)通和關(guān)斷。還有一個(gè)就是反饋。具體應(yīng)該怎么學(xué)習(xí)呢,能指教一下嗎
最好是結(jié)合內(nèi)部的方塊功能一起學(xué)習(xí),分析每個(gè)周期芯片是怎么動(dòng)作的。
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2011-03-30 23:36
@湖之一二
仿真,然后自己設(shè)計(jì),調(diào)試怎么仿真呢,我還沒有找到仿真軟件呢,設(shè)計(jì)是用DXP自己畫圖是吧,調(diào)試我懂。你說的環(huán)路和建模是我第一次遇到的概念。變壓器確實(shí)是重點(diǎn),看開關(guān)電源設(shè)計(jì)里面會(huì)有涉及到把

畫原理圖和PCB是最基本的,軟件只是個(gè)工具。

設(shè)計(jì)的思想,簡(jiǎn)單講就是要知道電路中各元件的參數(shù)是如何來的,該如何折中考慮效率和成本等等。

仿真軟件可以用pspice或者saber。

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tiger123
LV.1
21
2011-03-31 12:02
**此帖已被管理員刪除**
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tiger123
LV.1
22
2011-03-31 12:22
@tiger123
**此帖已被管理員刪除**
 一站式采購(gòu)平臺(tái)
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2011-03-31 14:04
@高等數(shù)學(xué)
畫原理圖和PCB是最基本的,軟件只是個(gè)工具。設(shè)計(jì)的思想,簡(jiǎn)單講就是要知道電路中各元件的參數(shù)是如何來的,該如何折中考慮效率和成本等等。仿真軟件可以用pspice或者saber。

經(jīng)過昨天的搗鼓,我總算把saber裝上了,這個(gè)軟件我老板說暫時(shí)不能很快的上手,可是我想仿真一下。


另外我想利用2843做一個(gè)反激電路,圖已經(jīng)畫出來了,遇到的問題正是您提出的{電路中各元件的參數(shù)是如何來的},這個(gè)是做bom對(duì)吧,我還真不會(huì),完全不會(huì),可以指定一下不

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2011-03-31 14:29
@st.you
最好是結(jié)合內(nèi)部的方塊功能一起學(xué)習(xí),分析每個(gè)周期芯片是怎么動(dòng)作的。
方塊功能指的是CT/RT充放電.還有FB和comp引腳嗎.
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2011-03-31 15:25
@tiger123
[圖片] 一站式采購(gòu)平臺(tái)

問一下3843采樣電阻如何調(diào)看神馬???

 

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2011-03-31 15:29
@高等數(shù)學(xué)
反激很經(jīng)典,也適合入門。要玩精來就需要下苦功,涉及的方面也多了。反激,你可以先從原理上仿真,然后自己設(shè)計(jì),調(diào)試一下。然后可以再深入學(xué)習(xí)下環(huán)路和建模方面的。還有變壓器是重點(diǎn),好好研究。

問一下3843采樣電阻如何調(diào)看神馬啊?

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st.you
LV.10
27
2011-03-31 15:54
@湖之一二
方塊功能指的是CT/RT充放電.還有FB和comp引腳嗎.
內(nèi)部,不是外部
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2011-03-31 16:11
@春夏秋冬32
問一下3843采樣電阻如何調(diào)看神馬??? 
Isrs端連一電阻到CS就行了
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mofa520
LV.8
29
2011-03-31 19:16
@tiger123
**此帖已被管理員刪除**

請(qǐng)問這是那個(gè)公司的LOGO? 好象挺牛的!

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2011-03-31 20:19
@mofa520
請(qǐng)問這是那個(gè)公司的LOGO? 好象挺牛的!

不是好像,那是真的牛。

它叫 仙童

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allen-leon
LV.5
31
2011-04-01 11:39
@344020199
電流模式控制又稱峰值電流模式控制。它的概念在60年代后期來源于具有原邊電流保護(hù)功能的單端自激式反激開關(guān)電源,在70年代后期才從學(xué)術(shù)上作深入地建模研究,直至80年代初期,第一批電流模式控制PWM集成電路的出現(xiàn)使得電流模式控制迅速推廣應(yīng)用。UC3842是美國(guó)Unitorde公司在80年代初期研制的一種高性能單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制器芯片,可直接驅(qū)動(dòng)雙極型晶體管、MOSFEF和IGBT等功率型半導(dǎo)體器件。近年來,由于大占空比時(shí)所需要的同步不失真斜波補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)上的難度及抗噪聲性能差,電流模式控制面臨改善性能后的電壓模式控制的挑戰(zhàn)。如圖2.11所示,是開關(guān)電源PWM電流型控制模式原理圖。誤差電壓信號(hào)送至PWM比較器后,與一個(gè)變化的其峰值代表輸出電感電流峰值的三角狀波形或梯形尖角狀合成波形信號(hào)比較,然后得到PWM脈沖關(guān)斷時(shí)刻。電流模式控制是一種固定時(shí)鐘開啟、峰值電流關(guān)斷的控制方法[圖片]  

電流模式控制又稱峰值電流模式控制 ???

那么平均電流模式控制算什么呢??

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