電源專家:寬泛Vin DC/DC轉換電流模式控製的探討
發布時間:2015-02-24 責任編輯:echolady
【導讀】現如今各種電源電壓變量層出不窮,不同的電源電壓變量有其不同的作用。那麼如何能夠在降低寬泛輸入DC/DC解決方案的複雜性及成本的同時,還能夠最大限度的提高性能和可靠性。本文就由專家來帶我們一起去探索DC/DC轉換的電流模式控製。
新增啟停技術的汽車動力係統會涉及多變的電壓分布(如圖 1 所示),需要采用前置升壓或降升壓功率級,該功率級必須滿足 40V 甚至更高電池負載突降過壓瞬態的要求。

圖 1:汽車冷啟動波形實例
隨著要求更高的寬泛 VIN 應用逐步走向成熟,我們必須采用合適的 DC/DC 轉換器功率級及控製環路設計來應對大型輸入電壓幹擾以及所預見負載電流瞬態帶來的挑戰。幸運的是,經典電流模式控製非常適合寬泛 VIN 電源轉換器解決方案,可提供簡單易用、特性集成、高度電流可擴展性以及更高性能等各種優勢。
因此,當前電源電子工程師應充分理解電流模式控製。

圖 2:支持峰值/穀值電流模式控製的 DC/DC 同步降壓轉換器原理圖
充分利用 DC/DC 轉換器的控製環路實現寬泛 VIN 性能
如圖 2 所示,包含帶隙參考、誤差放大器和 PWM 比較器的電流模式控製環路結構與電壓模式控製環路結構非常相似,其根本區別在於增加了一個內部寬帶電流環路。峰值、穀值和仿真電流模式技術現已非常成熟和完善,因此可實現簡單的工作與動態特性。其主要優勢包括:
使用相對簡單直接的環路補償實現精確的輸出穩壓;
通過自動輸入電壓前饋獲得更好的線路瞬態抑製;
從寬泛占空比工作獲得高升壓/降壓轉換比率;
通過對瞬時 MOSFET 電流進行逐周期電源限製,實現更簡單的可靠設計;
通過輸入輸出斷開功能實現真正的升壓轉換器啟動及短路故障保護。
其它優勢
事實上,電流模式控製還可達到其它性能目標,例如多相位電流共享/可堆棧性、負載電流遙測報告以及 EMC 合規等。對於最後一點,大部分電流模式控製的固定開關頻率都能優化 EMI 濾波器設計,從而可更輕鬆達到各發證機關規定的 EMC 指令要求。符合監管規範要求顯然已是一項越來越重要的電源解決方案基準。
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