开关稳压器的电流模式控制如何设置

时间： 2023-10-30 来源：TOPPOWER（顶源科技）官网

技术问答

选型帮助

研发客服

商务客服

有关开关稳压器的介绍性文章有时会显示仅描述功率级的图表，但如果您一直在阅读我有关开关稳压器技术和拓扑的文章，您就会知道这些电路需要功率级和控制器。虽然功率级可能确实是基于电感器的电压转换的关键，但基于反馈的开关控制是生成可预测的稳定输出的关键。

在我的闭环控制入门书中，我们检查并模拟了电压控制电路。这次，我们将讨论一种不同的控制方案：电流模式控制，也称为 CMC。

电压模式控制

在进入主题之前，让我们简要回顾一下直接的闭环控制方法。它遵循以下步骤：

输出电压通过电阻分压器反馈至误差放大器。

误差放大器产生与缩放输出电压和参考电压之间的差值成比例的误差信号。

比较器使用误差信号和外部生成的斜坡信号来产生驱动开关的PWM波形。

PWM 占空比的变化会影响输出电压。

当所有这些都集成到适当补偿的反馈环路中时，调节器将锁定指定的输出电压并自动响应线路和负载变化。这就是我们所说的电压模式控制。

下面的图 1 显示了通用电路的电压控制设置。

显示降压转换器电压模式控制设置的电路图。

图 1.电压模式控制方案。

电流模式控制

虽然直观且有效，但电压模式控制具有固有的局限性：在输出端检测到电压变化，由于电容的原因，电压变化必然会逐渐变化，并且在输出端也会观察到主控制变量（PWM 占空比）的影响。因此，闭环控制动作必须从输出一路传播到再次输出。这会减慢该过程，使得电压模式控制成为一种处理线路或负载波动的相当滞后的方法。

CMC 从根本上修改了控制回路的传递函数。其基本前提是，通过对电感电流进行采样并将该信息纳入反馈环路，电路可以通过电感电流来调节输出电压。换句话说，直接控制的变量是电感电流，并且输出电压由于调节电感电流而自行调节。

与电压模式控制相比，CMC 显着增加了控制系统设计的复杂性。尽管如此，这是一种可行的方法，可以提高响应时间并简化环路补偿，而不会严重降低电路性能。

中央管理委员会运作

尽管细节会因转换器拓扑和所实施的 CMC 类型而异，但图 2 中的图表应该让您了解如何将电流模式控制合并到降压转换器中。

该图显示了降压转换器的电流模式控制，更具体地说是峰值电流模式控制。

图 2.电流模式控制降压转换器。

电流检测电阻 ( R SENSE ) 生成与电感器电流成比例的电压。请注意，我使用的术语“电感器电流”有些宽松 - 通过检测电阻器的电流并不总是与通过电感器的电流相同。在上图中，检测电阻位于电感器的输出侧并与电感器串联，R SENSE两端的电压始终与瞬时电感器电流成正比。

还可以放置检测电阻，使其与功率级中的开关串联。这会在开关周期的接通部分产生与电感器电流成比例的电压。然而，对于升压转换器，电感器与输入电源串联。为了与电感器串联，检测电阻器必须位于电路的输入侧。

如图所示，电压反馈仍然存在——感测电感电流并不会取代感测输出电压。相反，这两种测量结果以一种允许环路通过控制电感器电流来响应输出偏差的方式组合。接下来，我们将讨论实现此目的的两种不同方法。

峰值电流模式控制与平均电流模式控制

峰值 CMC 和平均 CMC 代表控制电感器电流的两种不同方式。通过峰值 CMC，电感器电流（由R SENSE和放大器转换为电压）与误差信号进行比较。由此产生 PWM 波形，当瞬时电感器电流达到指定幅度时，该波形关闭开关。

通过平均 CMC，与电感器电流相对应的电压被传送到集成电流误差放大器。该放大器的输出成为 PWM 生成比较器的输入。外部生成的斜坡信号提供比较器的另一个输入。

我们上面检查的通用 CMC 图显示了峰值 CMC 方案。平均 CMC 看起来更像图 3。

该图显示了降压转换器的平均 CMC 设置。

图 3.具有平均 CMC（而不是峰值 CMC）控制方案的降压转换器。

平均 CMC 解决了峰值 CMC 的缺点，但它并不一定优越 - 与往常一样，每种方法都有优点和缺点。尽管普通 CMC 具有显着的理论优势，但这些优势并不总能转化为物理电路性能的显着提高。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由FY转载自TOPPOWER（顶源科技）官网，原文标题为:开关稳压器的电流模式控制，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

如何设计开关电源板布局

本文TOPPOWER介绍了开关电源板布局设计，包括开关稳压器IC中的无源元件摆放，以及开关调节器拓扑中的关键路径。

设计经验发布时间 : 2024-09-21

关于反相降压-升压转换器，你了解多少？

基于电感器的开关模式电压转换是电路设计人员的一项基本技术。它使我们能够通过高效且紧凑的电路实现降压和升压调节，而不会在过程中引入过多的复杂性。我在之前的文章中介绍了降压和升压稳压器，今天我们将了解另一种基本开关稳压器拓扑：反相降压-升压转换器。

设计经验发布时间 : 2023-10-30

【经验】如何使用开关稳压器制作DC/DC转换器

使用开关稳压器！设计自己的DC/DC转换器通过使用开关稳压器，可以有效减少电路发热以节约能耗。此外，开关稳压器有助于减小散热器尺寸，从而可以制作出更紧凑的电路以及发热量更少的电源电路。本文将介绍如何通过开关稳压器来制作DC/DC转换器。

设计经验发布时间 : 2022-03-03

TP78xx-0.5 系列宽电压输入，非隔离稳压单路输出

型号- TP7812-0.5,TP781.5-0.5,TP781.8-0.5,TP789.0-0.5,TP78XX-0.5,TP786.5-0.5,TP782.5-0.5,TP78XX-0.5系列,TP783.3-0.5,TP78XX-0.5 系列,TP785.0-0.5,TP7815-0.5,P783.3-0.5/M

数据手册 - TOPPOWER - 2021/6/10 PDF 中文下载

TP78xx-1系列宽电压输入，非隔离稳压单路输出

型号- TP781.8-1,TP78XX-1系列,TP783.3-1,TP785.0-1,TP78XX-1,TP782.5-1,TP781.5-1

数据手册 - TOPPOWER - 2020/5/8 PDF 中文下载查看更多版本

TP78Lxx-1 系列宽电压输入,非隔离稳压单路输出

型号- TP78L1.8-1,TP78L3.3-1,TP78L5.0-1,TP78L15-1,TP78L6.5-1,TP78L12-1,TP78LXX-1,TP78L2.5-1,TP78L9.0-1,TP78L1.5-1L,TP78L1.5-1,TP78L5.0-1L,TP78LXX-1系列

数据手册 - TOPPOWER - 2021/4/13 PDF 中文下载

TOPPOWER（顶源科技）电源模块/开关电源选型指南

描述- 广州顶源电子科技股份有限公司，专业从事电源产品的研发，生产、销售及综合解决方案的国家高新技术企业。公司通过了 IATF16949 汽车认证及 ISO9001:2015 质量管理体系认证。拥有专家级研发团队，已申请获得几十项国家专利，公司拥有全自动生产线，先进的检测设备，确保产品一致性和稳定性。

型号- TP50DC,TPK-SAR,TPC/PWF-150-XS,TPI-2W,TP15AT,TKA-W25,TPV-W25,TP15AS,TPR/DG-30-XS,TPR/SDR-240-XS,TP03AA,TP35DC,TP15ACS,TPC/PS-60-XS,TPR/DG-15-XS,TPET,TP30ACS,TP50DG,TPR/NDR-U75-XS,TP78XX-0.5,TP15AC,TP30AT,TP30AU,TPVT,TP15AL,TPK-3W,TP03AR,TP10AC,TPVT-2W,TP2L-3W,TP03AZ,TPC/GKF-320-XS,TPE2,TP10ACS,TPE1,TPV1,TPV-SAR,TP03AC,TPD-W25,TP03AD,TPC/PDF-1200-XS,TPR/NDR-U120-XS,TPV2,TP03AL,TPET-2W,TPC/PWF-100-XS,TPB,TPC/LPD-100-XS,TPD,TPG,TPR-W25,TPF,TPI,TPH,TPK,TP2L-2W,TPJ,TPAT-W2,TPL,TKE-W25,TPAT-W5,TP06DB,TPS,TP06DE,TP25DG,TPT,TPC/LR-150-XS,TP50AU,TPR/SDR-360-XS,TP05DB,TP05DA,TP20DC,TP78XX-2,TP20DB,TP2L-1W,TP20DD,TP78XX-1,TPR-W5,TPV2-W5,TPR/SDR-120-XS,TPH-3W,TPC/PDF-800-XS,TP78LXX-1,TPAT,TP20AC,TPAT-2W,TP10DB,TP10DA,TP10DC,TP20ACS,TP20ACL,TPG-3W,TPC/LR-200-XS,TP05ACS,TPET-W2,TP40DC,TPET-W5,TP01AZ,TPJ-2W,TKE-W5,TP05AS,TP05AR,TPA2,TP06DA,TP12AC,TPC/PDF-600-XS,TKA,TPA1,TP50AE,TP40DG,TPR/NDR-U240-XS,TKE,TP05AZ,TP05AD,TP05AF,TPC/LR-350-XS,TP05AC,TP20AT,TP05AL,TP20AU,TPD-W5,TPC/GKF-200-XS,TPVT-W5,TPL-3W,TPC/PD-25-XS,TPC/LR-50-XS,TP30DB,TPR/SDR-75-XS,TPLE-W5,TP2L-6W,TP15DC,TP30DG,TP15DB,TPLE-W1,TPC/NE-350-XS,TP30DC,TP50DH-300DH,TPLE,TPC/LR-35-XS,TPD-2W,TP08DA,TP10AG,TP10AF,TPV1-W5,TP10AS,TPR/SDR-480-XS,TP50DH-300,TP10AT,TP78LXX-1.5,TPVT-W2,TP02AZ,TP25AU,TP03DB,TP03DA,TPA-W25,TPV-W1,TPB-1W,TP06AC,TP15DD,TPD-3W,TPR-1W,TP30-60AH,TP40AU,TPC/PS-35-XS

选型指南 - TOPPOWER - 2023/8/4 PDF 中文下载

中高端电源模块厂商顶源科技（TOPPOWER）授权世强硬创代理

根据协议，DC-DC电源模块、AC-DC电源模块、AC-DC开关电源、DC/DC隔离定电压输入电源、DC/DC隔离宽电压输入电源、DC/DC非隔离电源等全线产品上线世强硬创平台，丰富了平台的产品及产品信息，满足不同科技企业需求。

签约新闻发布时间 : 2023-10-13

【IC】博大科技新发布经济⾼效的开关稳压器ESR01系列，具有引脚兼容性，输出电流高达1A

博大科技ESR01系列是一款具有成本效益和高效能的开关式稳压器，在一个紧凑的SIP-3封装中提供高达1A的输出电流。ESR01设计为与LM78线性稳压器具有引脚兼容性，为传统线性稳压器提供无缝替代。尽管LM78使用方便，但其转换效率相对较差，需要散热片进行热散，这可能会影响可靠性和节省空间。

产品发布时间 : 2024-09-18

TOPPOWER（顶源科技）DC-DC电源模块选型表

TOPPOWER（顶源科技）DC-DC电源模块，输入电压范围3.3V~264V，输出电压范围为±3.3V~43V，功率范围为0.1W~50W，隔离电压范围为1.5KV~6KV

产品型号	品类	输入电压(V)	输出电压(V)	功率(W)	隔离电压(kv)	封装形式
TP06DA05D15	DC-DC电源模块	4.5V-9V	±15V	6W	1.5kv	DIP

选型表 - TOPPOWER 立即选型

广州顶源电子（TOPPOWER）科技股份有限公司专业从事电源产品的研发、生产、销售及综合解决方案的国家高新技术企业。公司通过了IATF16949汽车认证及ISO9001:2015质量管理体系认证。拥有专家级研发团队，已申请获得几十项国家专利，公司拥有全自动生产线。

DC/DC隔离定电压输入电源 DC/DC隔离宽电压输入电源 DC/DC非隔离电源 AC/DC板载模块 AC/DC机壳基板型开关电源 AC/DC导轨式开关电源

授权代理商 - 世强先进（深圳）科技股份有限公司线上商城技术资料

展开

信路达开关稳压器选型表

信路达提供开关稳压器的参数选型，Vin(Min)(V)：1.5~4.5；Vin(Max)(V)：6~40；Iout(Max)(A)：0.05~3。

产品型号	品类	产品名称	Vin(Min)(V)	Vin(Max)(V)	Iout(Max)(A)	Iq(Typ)(mA)	Vout(Min)(V)	Switching frequency (Min)(kHz)	封装
XL7660	开关稳压器	CMOS电压转换器	1.5	10	0.05	0.12	-1.5	10K	SOP8

选型表 - 信路达立即选型

TOPPOWER（顶源科技）DC-DC非隔离电源模块选型表

TOPPOWER（顶源科技）DC-DC非隔离电源模块，输入电压范围4.75V~32V，输出电压范围为1.5V~15V，封装形式皆为SIP

产品型号	品类	输入电压(V)	输出电压(V)	封装形式
TP7812-2L	DC-DC非隔离模块	16V-30V	12V	SIP

选型表 - TOPPOWER 立即选型

【产品】适于24V-48V电源设备的开关稳压器BD9611MUV，软启动时间及工作频率可调

ROHM的BD9611MUV同步整流降压型开关稳压器，具有10V-56V超宽的输入电压范围，输出电压1.0V-(VIN×0.8)V，参考电压为0.8V±1%，门极驱动电压9V-11V。BD9611MUV应用时具有极大的灵活性，其提供多种设置接口给用户，比如可调节的软启动功能、工作频率、高侧电流限制和环路补偿等。BD9611MUV采用电压脉冲宽度调制，可以驱动两个外置N通道FET。

新产品发布时间 : 2018-10-09