當輸出電流減小,峰值電流模式控制就從原理上趨向于變為電壓模式控制。當處于空載狀態,輸出電流為零并且斜坡補償信號幅值比較大的話,峰值電流模式控制就實際上變為電壓模式控制了。
峰值電流模式控制PWM是雙閉環控制系統,電壓外環控制電流內環。電流內環是瞬時快速按照逐個脈沖工作的。功率級是由電流內環控制的電流源,而電壓外環控制此功率級電流源。在該雙環控制中,電流內環只負責輸出功率電感的動態變化,因而電壓外環僅需控制輸出電容,不必控制LC儲能電路。電感制作由于這些,峰值電流模式控制PWM具有比起電壓模式控制大得多的帶寬。
峰值電流模式控制PWM的優點:①暫態閉環響應較快,對輸入電壓的變化和輸出負載的變化的瞬態響應均快;②控制環易于設計;③輸入電壓的調整可與電壓模式控制的輸入電壓前饋技術相妣美;④簡單自動的磁通平衡功能;⑤瞬時峰值電流限流功能,即內在固有的逐個脈沖限流功能;⑥自動均流并聯功能。缺點:①占空比大于50%的開環不穩定性,存在難以校正的峰值電流與平均電流的誤差;②閉環響應不如平均電流模式控制理想;③容易發生次諧波振蕩,即使占空比小于50%,也有發生高頻次諧波振蕩的可能性。因而需要斜坡補償;④對噪聲敏感,抗噪聲性差。因為電感處于連續儲能電流狀態,與控制電壓編程決定的電流電平相比較,開關器件的電流信號的上斜坡通常較小,電流信號上的較小的噪聲就很容易使得開關器件改變關斷時刻,使系統進入次諧波振蕩;⑤電路拓撲受限制;⑥對多路輸出電源的交互調節性能不好。
2.3平均電流模式控制PWM(AverageCurrent-modeControlPWM)
平均電流模式控制概念產生于70年代后期。平均電流模式控制PWM集成電路出現在90年代初期,成熟應用于90年代后期的高速CPU專用的具有高di/dt動態響應供電能力的低電壓大電流開關電源。圖5(a)所示為平均電流模式控制PWM的原理圖[1]。將誤差電壓Ue接至電流誤差信號放大器(c/a)的同相端,作為輸一體電感工廠出電感電流的控制編程電壓信號Ucp(Ucurrent-program)。帶有鋸齒紋波狀分量的輸出電感電流信號Ui接至電流誤差信號放大器(c/a)的反相端,代表跟蹤電流貼片電感器生產編程信號Ucp的實際電感平均電流。Ui與Ucp的差值經過電流放大器(c/a)放大后,得到平均電流跟蹤誤差信號Uca。再由Uca及三角鋸齒波信號UT或Us通過比較器比較得到PWM關斷時刻。Uca的波形與電流波形Ui反相,所以,是由Uca的下斜坡(對應于開關器件導通時期)與三角波UT或Us的上斜坡比較產生關斷信號。顯然,這就無形中增加了一定的斜坡補償。為了避免次諧波振蕩,Uca的上斜坡不能超過三角鋸齒波信號UT或Us的上斜坡。
2.4滯環電流模式控制PWM(HystereticCurrent-modeControlPWM)
滯環電流模式控制PWM為變頻調制,也可以為定頻調制[2]。圖6所示為變頻調制的滯環電流模式控制PWM。將電感電流信號與兩個電壓值比較,第一個較高的控制電壓值Uc(Uc=Ue)由輸出電壓與基準電壓的差值放大得到,它控制開關器件的關斷時刻;第二個較低電壓值Uch由控制電壓Uc減去一個固定電壓值Uh得到,Uh為滯環帶,Uch控制開關器件的開啟時刻。