关于开关电源的控制模式的疑惑

remond

一般来讲一个开关电源IC除了主控制回路外，还需要一个反馈控制环路 ，从电路上看一般分为电压模式控制和电流模式控制两类，对于这两种控制模式，各位了解设计的能否讲一下这两种控制模式的优点和缺点，网上有不少环路分析，有的是针对FB端补偿来分析，有的是电感电容负载开路分析，至于是什么控制方式都几乎没有具体说明。

batnet

这是一个好问题。大家的看法？

现在太困了。明天晚上（PST）我会回来看的。

remond

之前看到上海BCD公司的介绍环路的一篇文章：
浅析Buck变换器中反馈电阻的作用http://www.eetchina.com/ART_8800564557_628868_TA_09fee8b5.HTM
里面介绍了一些基本的概念，不过缺少对电感，电容，负载的描述。

batnet

这篇讲了电压/电流模式的分析和比较：

http://focus.ti.com/lit/an/slua119/slua119.pdf

不过它们和电容电感的选用的关系，在文中并没有提到。

电压模式，输出平均电压反馈给EA，EA确定一个Duty cycle，以此duty cycle控制latch. 如果算一算这样的boost的transfer function，发现phase margin一般都不够。（这还不算boost的RHPZ）

电流模式，输出平均电压反馈给EA，回路中EA确定一个I_limit，一旦电感电流达到I_limit，就reset latch. 这个是天生稳定的。

这两种模式主要影响补偿电路，或者说环路的稳定性，个人觉得和电感/滤波电容的大小没有直接的关系。电流模式环路相移小，不用compensation就可以使环路稳定，但会有subharmonics；电压模式必须有lead compensation才能有足够的phase margin。在电流模式，如果加入slope compensation，可以消除subharmonics，加入更多的slope compensation，（当slope comp的电压分量比采样电阻上电压的分量 还大很多时）它就慢慢地走向电压模式了。

我知道我还有很多地方没说明白，但奈何其中细节比较多。请指出不好的地方，我们继续讨论。

remond

现在很多电源芯片采用电流模式控制，我所了解到的一款用于电源适配器上的PWM控制芯片，它采用了峰值电流模式控制方式，早期没有斜率补偿这个功能，后期加入了斜率补偿功能，感觉最大的较为明显的优点就是恒功率效果更好了，在85VAC输入时和265VAC输入电压下（不带PFC），如果限制的输入电流一样大的话，那样在高低压输入时，输出的最大功率差别会很大。
      斜率补偿本身就是在D>50%时，使整个系统环路更稳定，减少谐波震荡。很多电源IC都带有一个Comp管脚，去做系统的补偿，一般如果参数没有调好的话，PWM波形抖动，而且输出纹波也会变得很大，所谓的系统不稳定，谐波震荡，就是指的这种现象吗？

batnet

斜率补偿不是最要紧的功能。如果没有斜率补偿，会出现“次谐波震荡”（这个词对吗？sub-harmonics，就是1/2, 1/3, 1/4开关频率）。这个会让duty cycle大小交替，输出纹波增大，相当于降低了开关频率，但没有大的坏处。可是，如果斜率补偿过大，则可能使环路不稳定，类似于电压模式没有加环路补偿的情况。

现在很多好一点的芯片，都会内置斜率补偿的。

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“后期加入了斜率补偿功能，感觉最大的较为明显的优点就是恒功率效果更好了，在85VAC输入时和265VAC输入电压下（不带PFC），如果限制的输入电流一样大的话，那样在高低压输入时，输出的最大功率差别会很大。”

这个没有看懂。如果有输入限流，当然如果输入电压过低，输出功率就会受影响。可是斜率补偿和恒功率不应该有直接联系呵。。不懂，请指教。

remond

恒功率控制这个功能主要是通过控制IC的一个VIN管脚接到整流桥后面的输出上，来检测输入电压大小的变化，当整流出的电压较高的时候，通过减小输入电流限制值的方式来达到高低压功率变化大的问题。
duty cycle大小交替是指什么意思？难道说是glitch这个概念吗，如下图所示：

典型的glitch波形

CH2是MOS管栅极驱动电压波形，发生glitch时，可以看出来输出高电平的阶段存在一个很短的低电平，造成这个的原因难道是发生了次谐波振荡？不解。

batnet

次谐波振荡通常是较稳定的波形，就是如果去量duty cycle（占空比？），可能是４０％，６０％，４０％，６０％，duty cycle大小交替是这个意思。

glitch有很多原因，真的。比如，ref上有一个小小的尖峰，或者sense电阻上有一点点小的冲击电流，或者环路稳定性不够，或者latch racing。。。次谐波振荡有时也造成glitch效果，比如，９０％，４０％，９０％，４０％，就会看起来像glitch。这个是可以判断的。因为次谐波振荡的基频（最高的那个）是clock频率。

love_ic

原帖由 batnet 于 2009-7-11 17:41 发表

                               
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这篇讲了电压/电流模式的分析和比较： http://focus.ti.com/lit/an/slua119/slua119.pdf 不过它们和电容电感的选用的关系，在文中并没有提到。 电压模式，输出平均电压反馈给EA，EA确定一个Duty cycle，以此 ...

把slop-compensation相对于Inductor的Ripple加的过量，其实就是Voltage Mode，反之就会更加体现Current Mode的特点。
其实Current Mode唯一的好处就是分裂了输出Low pass filter的双极点，而坏处就是可能引起环路的品质因数过高，而引起了Gain的Peak。导致Gain Margin过差。

snakeemail

这个只好建模型，分析吧。从电压控制开始.我也在自己看