误差放大器A ,用于与基准电压比较后产生误差电压;另一个是变压器初级(电感) 中电流在Rs 上产生的电压与误差电压作比较,产生调制脉冲的脉宽,使得误差信号对峰值电感电流起着实际控制作用。

  系统工作过程如下:假定输入电压下降,整流后的直流电压下降,经电感延迟使输出电压下降,经误差放大器延迟,Vea上升,占空比变化,从而维持输出电压不变,在电流环中电感的峰值电流也随输入电压下降,电感电流的斜率di/dt 下降, 导致斜坡电压推迟到达Vea ,使PWM占空比加大,起到调整输出电压的作用。由于既对电压又对电流起控制作用,所以控制效果较好在实际中得到普遍应用。

  a) 由于输入电压Vi 的变化立即反映为电感电流的变化,不经过误差放大器就能在比较器中改变输出脉冲宽度(电流控制环) ,因而使得系统的电压调整率非常好,可达到0.01 %/V ,能够与线性移压器相比。

  b) 由于双环控制管理系统内在的快速响应和高稳定性,反馈回路的增益较高,不会造成稳定性与增益的矛盾,使输出电压有很高的精度。

  c) 由于Rs 上感应出峰值电感电流,只要Rs 上电平达到1 V ,PWM控制器就立即关闭,形成逐个脉冲限流电路,使得在任何输入电压和负载瞬态变化时,功率开关管的峰值电流被控制在一些范围内,在过载和短路时对主开关管起到有效保护。

  d) 误差放大器用于控制,由于负载变化造成的输出电压变化,使得当负载减小时电压升高的幅度大大减小,显著改善了负载调整率。

  e) 由于系统的内环是一个良好的受控电流放大器,所以把电流取样信号转变成的电压信号和一个公共电压误差放大器的输出信号相比较,就能轻松实现并联均流,因而系统并联较易实现。

  正是基于以上特点,电流型PWM 控制器在实际应用中被愈来愈普遍地采用。对它采用功率因数校正技术,可以轻松又有效地减少高次谐波对电网的干扰,减小功耗,具有较大的实际意义。

  功率因数校正主要有两种方法:一种是将电网上公用负载端并接一个专用的功率变换器,对无功和谐波进行补偿;另一种是将负载的整流电路与滤波电容之间增加一个功率变换电路,将输入电流校正成与电网电压相近的正弦波。实现功率因数校正在CCM 和DCM下可采用乘法器和电压跟随器实现,框图如图2所示。

  由于乘法器的价格昂贵,改用加法电路来实现乘法器的功能。为了使电感电流的包络为正弦,必须使电流检测比较器反相输入端的输入电压为正弦馒头波,基本电路如图3 所示。

  当N1 负端加上电整流取样而得到正弦馒头波时,经二极管降压及电阻分压,加到电流感应比较器负端信号为1/3 的正弦馒头波,从而使电感电流的包络正弦化。当然,在实际使用中还有必要进行闭环控制,才能获得稳定的输出电压。

  由于功率开关管的峰值电流由PWM 控制器保持恒定控制,也就是说,电感的峰值电流也保持恒定,但直流输出电压正比于输出电流平均值而不是峰值电流,当输入电压减小时,为了使电流恒定,占空比将调节为2 ,这时平均电流将上升为I2 ,输出电压也将上升。在电压型控制器中将不可能会出现这种问题,但在电压型控制器件下,仅有输出电压得到控制。因此,未解决以上问题,在电流型控制器中需采用斜坡补偿加以解决。为维持一个恒定的平均电流(输出电压) ,要求有一个与占空比无关的电流波形补偿斜坡,当( Ns/Np ) Rs ( m2/2) = m 成立时,输出电感平均电流与Ton无关,则保持了输出电压恒定。如图4 所示。

  斜坡补偿可以用图5 所示电路来实现。一般,R1的阻值预先设定,再计算R2 的阻值,很重要的一点是R2 的阻值应足够高,以避免使振荡器产生振荡频率漂移。

  从斜坡端接电阻R2 至电流感应端,这时Rs 上的感应电压增加斜坡的斜率与平滑的误差电压作比较,这在占空比达到50 %以上时很有效。R2 阻值的一般计算步骤如下:

  随着电流型PWM 控制器被愈来愈普遍地应用,正确掌握使用办法能够节约大量设计时间,并能取得较好的设计效果,因而是使用这一类控制器一定要注意的问题。