您现在的位置是:首页 > DC/DC > 技术解析

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

时间:2018-01-25 来源: 关键字:控制   功率   

本文分析研究了基于电感或变压器绕组电压积分的间接电流型控制技术,通过对电感或变压器绕组的电压积分,可以将交变的脉冲波积分成三角波,该只角波能表征开关电流的变化规律,因此可以作为PWM的三角载波,从而实现占空比的调节。文中以推挽正激变换器拓扑为例,对其进行了原理实验研究。

本文引用地址: http://power.21ic.com//dc/technical/201801/59634.html

1.间接电流型控制技术

传统的电流型控制基于采样电感电流,把它作为三角载波信号,实现电流反馈控制。间接电流型控制不需通过电阻取样或者霍尔元件采样电流,而是通过对电感的电压积分重构电感电流,实现电流的间接取样。这样不仅可以避免因采样电阻产生的损耗和杂波信号过大,使电路发生紊乱,而且无需采用体积较大的互感器,使电流型控制方案的实现更加简单。更重要的是,引人了电压积分的反馈使系统的性能具有明显的优点,它能跟随输人电压与输出电压的变化而变化。

以Boost变换器为例,分析电压积分如何实现电流型控制技术。设定Boost电路工作的连续状态下。其原理如图1所示。

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

图1中,uL是升压电感副边线圈两端交变的电压(为分析简便,设原、副边线圈匝比为1),在开关管VF导通和截止时,uL分别为Ui和Ui-Uo。输出给积分器得到的三角波为:

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

实际上升压电感L上的电压分别为Ui和Ui-Uo时,电感电流iL的交流分量变化如下:

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

显然,2、3式子可以看出,uS与电感电流iL中的交变分量成比例,而且变化规律也是一致的。因此实际上可以表征电感电流。而且uS的上升和下降斜率还与输入和输出电压有关,当输入电压Ui或输出电压Uo变化时,将直接引起uS斜率的变化,使驱动脉冲信号的关断时刻发生变化,从而起的调节占空比的作用。

从图2中可以看出,RS触发器的S端为高电平,开关管开通,升压电感电压为Ui。当输入电压Ui变小时,积分波形uS的斜率变小,与基准电压的交截点后移,PWM比较器输出波形,也就是使RS触发器的R端延迟触发,从而使占空比变大,保持输出电压不变。

上述是通过升压电感的电压积分重构电感电流。同样,可以推演到带有隔离电压器的变换器电路拓扑中,利用变压器原边绕组获得交变的脉冲波,积分后仍然能得到三角波。从而实现电感电流的取样。

下面以推挽正激式电路为例说明通过对变压器绕组上的交变电压积分以获得电感电流。其原理如图3所示。

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

2.基于UC3846芯片的间接电流型控制

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

3.设计实例

作为验证电压积分的间接电流型控制技术,本文采用推挽正激变换器拓扑。输入电压为18-32Vdc,输出电压为190Vdc的原理样机。开关频率为80kHz;输出功率1kW;电流型控制芯片UC3846。图8-图11所示为试验波形。

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

 

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

 

4.结语

基于电压积分的间接电流型控制比传统的峰值电流控制和平均电流型控制技术在噪声敏感性和动态范围上有较大的优势。这种方法解决了系统静态精度与稳定性间的矛盾,使系统具有快速的动态响应和高的静态精度。其主要优点是:

(1)电感电压属于大信号波形,覆盖变换器的输入电压的全范围,与1%的单位电阻传感器相比,信号大约高达40dB。

(2)因为取样是基于电压而不是电流,所以信号的幅值与直流电流的幅值和负载有关。

(3)积分过程本身抗噪声能力强,因此该方法具有固有的抗噪声能力。

换一批

延伸阅读

[资讯] 江苏省印发机器人产业发展行动计划 3年打造千亿级产业集群

江苏省印发机器人产业发展行动计划 3年打造千亿级产业集群

记者日前从省工信厅获悉,为加快培育高端装备产业集群,我省印发《江苏省机器人产业发展三年行动计划(2018—2020年)》,目标是三年内全省机器人产业产值达1000亿元,年均增长35%以上。 ......

关键字:工业机器人 控制器 江苏

[资讯] SEPIC、升压、反相和反激式控制器解决了高阻抗、超长工业电源线的电压降问题

SEPIC、升压、反相和反激式控制器解决了高阻抗、超长工业电源线的电压降问题

LT8710 是一款多功能 DC/DC 控制器,该器件支持升压、SEPIC、反相或反激式配置,并且广泛用于汽车和工业系统。LT8710 具备的特性使其能够在高阻抗电源的应用、或者必须限制输入电流的应用中使用。例如,工业厂房和仓库中的长电源线......

关键字:LT8710 DC/DC 控制器 电压降

[资讯] 一种新型光伏控制器PWM精确控制的解决方案

一种新型光伏控制器PWM精确控制的解决方案

摘 要: 本文针对现有光伏控制器控制模式的不足,提出一种精粗调组合的新型PWM精确控制的解决方案,将太阳能电池分成N个独立的太阳能子阵,只令一路子阵采用PWM控制作为精调......

关键字:控制器 精确 光伏

[资讯] EPC于2018年WiPDA寬能隙功率器件及应用论坛与工程师作技术交流

EPC于2018年WiPDA寬能隙功率器件及应用论坛与工程师作技术交流

EPC公司的“2018年中国路演”继续展开行程,于5月17至19日在西安举行的首次亚太区WiPDA研讨会中与工程师分享最新的氮化镓技术发展。 ......

关键字:场效应晶体管 DC/DC功率转换

[资讯] 纳微将在中国台湾的电源设计技术论坛活动上展示GaN功率IC带来的革新性效能

纳微将在中国台湾的电源设计技术论坛活动上展示GaN功率IC带来的革新性效能

纳微 (Navitas)半导体宣布其现场应用及技术营销总监黄万年将在2018年1月30日于中国台北举办的“2018前瞻电源设计与功率组件技术论坛”上发表“利用氮化镓(GaN)功率IC实现下一代电源适配器设计”的主题演讲。他将分享如何利用业内......

关键字:纳微 氮化镓 功率IC

[疯狂史] 为什么电脑第一个磁盘永远是C盘?

为什么电脑第一个磁盘永远是C盘?

刚有个人电脑时,上就运行着著名的MS-Dos和windows系统,而第一个磁盘(系统盘)总是以C盘开始,但是为什么呢?......

关键字:电脑 磁盘 C盘

[新鲜事] Linux之父怒喷谷歌安全工程师为哪般?

Linux之父怒喷谷歌安全工程师为哪般?

上周五,Linux 之父 Linus Torvalds 在内核邮件列表上用很犀利的言辞抨击了 Google Pixel 安全团队的开发者 Kees Cook,引起了大家广泛地讨论。......

关键字:Linux 谷歌 安全工程师
发表评论 共有条评论
用户名: 验证码:

变频器内部主电路有什么神奇?

变频器内部主电路有什么神奇?

采用“交-直-交”结构的低压变频器,其内部主电路由整流和逆变两大部分组成.……

精确稳定 让平均电流法帮你实现模块电源并联

精确稳定 让平均电流法帮你实现模块电源并联

今天要为大家介绍的是平均电流法,这种方法能够精确稳定的帮助工程师实现电源模块的并……

九款最简单的电子镇流器电路图原理图分析

九款最简单的电子镇流器电路图原理图分析

从工作原理而言,电子镇流器是一个电源变换电路,它将交流输入市电电源的波形、频率和……

项目外包