大家好，今天我們來學習一下斜率補償?shù)膯栴}，斜率補償也被叫做斜坡補償，那為什么會出現(xiàn)斜率補償以及怎么解決這個問題呢？今天我們來一探究竟。

在開關(guān)電源DCDC變換器中，在采用電壓模式控制中，由輸出電壓反饋與電源芯片內(nèi)部鋸齒波載波信號比較產(chǎn)生PWM波進而控制開關(guān)管的占空比來實現(xiàn)輸出電壓的控制，這種控制方式并不需要考慮斜坡補償，而在電流模式控制中，控制環(huán)路中存在電壓控制外環(huán)和電流控制內(nèi)環(huán)兩個反饋環(huán)。其中的電流環(huán)為流過開關(guān)管的斜坡電流信號，它經(jīng)過采樣電阻轉(zhuǎn)換為斜坡電壓信號，斜坡電壓信號和反饋比較電壓一起決定PWM的占空比。

1.為什么需要斜率補償

下面以Buck峰值電流控制為例，分析斜坡補償?shù)脑恚簣D1中正常無擾動電感電流波形，電流的上升斜率為m1，下降斜率為-m2，m1和m2的值和電路拓撲有關(guān)，以Buck變換器為例，電感的上升斜率m1=(Vin-Vout)/L,下降斜率-m2=-Vout/L。

圖 1 電感電流波形

無擾動情況下，在電路工作的0~Don*T時間內(nèi)，開關(guān)管導(dǎo)通，二極管截止，電感電流線性增加，在Don*T時刻，電流達到峰值,電感電流為

在Don*T~T時間內(nèi)，開關(guān)管關(guān)斷，電感電流通過二極管續(xù)流，電感電流線性下降，在T時刻，電感電流為

當電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)下，

因此，在理想狀態(tài)下

圖1中電感電流不存在擾動情況下的電流變化的波形：在沒有擾動時，電感電流在開關(guān)周期初始時電流為iL(0)；在Don*T時，電感電流達到最大值ip；在T時刻，電感電流為iL(T)。

圖1中電感電流在存在擾動下的電流波形：在t=0時刻存在一擾動dL，其值在初始時變?yōu)?span>iL(0)=iL0+dL0,于是Buck電路的占空比由擾動情況下的Don變?yōu)镈on-d,在t=(Don-d)*T,電感電流達到峰值；當t=T時，電感電流下降到iL(T)-dL1,電感電流在一個周期中的初始和結(jié)束時刻電流值不等，

由前面的分析可得

同理可得

   結(jié)合前面的公式可得

上式表明每個周期結(jié)束時的電感電流擾動量等于周期開始時刻的電感電流擾動量與-m2/m1的乘積，可以得到

因此，只有當時,電感電流變化量才能趨向于0，由于

可得

綜上，在存在擾動情況下必須滿足Don<0.5，如果想要解決這個限制條件，就需要斜率補償。

2.斜率補償

斜率補償一般是在iL上疊加一個電流ik,此時ip=iL+ik,如下圖所示

圖 2 加入斜率補償后電感電流波形

由上圖可得

由此可得，所以當時，擾動就可以被逐漸減小并消除。n個開關(guān)周期后

則或時方能滿足收斂。

假設(shè)，則可得

所以

圖 3 占空比和斜率補償關(guān)系

  從圖3可以看出，在占空比0~1的范圍內(nèi)，只有當補償量在0.5~1范圍內(nèi)才能滿足擾動量收斂。