电源适配器的控制电路

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电源适配器的控制电路

便携式电子设备往往需要多种直流电压，常用的电压有±1.8V,±2.5V,±3.3V,±12V等，这此电压不可能都由电池组提供。开关变换器的控制模式分为闭环和开环两种。前馈补偿是典型的开环控制，一般不单独应用于开关变换器的控制。闭环反馈控制常用的有电压型控制和电流型控制两大类。本文先对闭环控制里的电压型控制和电流型控制进行介绍，并列举几个比较典型的电源适配器控制芯片。

电压模式PWM控制器
PWM控制技术主要分为两种：一种是电压模式PWM控制技术；另一种是电流模式PWM控制技术。由于采用单环控制系统，电压模式控制系统的最大缺点是没有电流反馈信号。电源适配器最初采用的是电压模式PWM控制技术，其基本工作原理如图所示。输出电压Uout与基准电压相比较后得到误差信号Uerror。此误差电压与锯齿波发生器产生的锯齿波信号进行比较，由PWM比较器输出占空比变化的矩形波驱动信号，这就是电压模式PWM控制技术的工作原理。由于此系统是单环控制系统，其最大的缺点是没有电流反馈信号。由于电源适配器的电流都要流经电感，因此相应的电压信号会有一定的延迟。然而对于稳压电源来说，需要不断地调节输入电流，以适应输入电压的变化和负载的需求，从而达到稳定输出电压的目的。因此，仅采用采样输出电压的方法是不够的，其稳压响应速度慢，甚至在大信号变化时，会因为产生振荡而造成功率开关管的损坏等故障发生。这是电压模式PWM控制技术的最大不足之处。

图电压模式PWM控制原理

具有代表性的电压模式PWM控制器主要有TL494和SG3525等。

电流模式PWM控制器
电流型PWM控制技术适用于90Vac至265Vac的输入电压范围提供高达3A输出电流的5V，12V和20V输出电压分为峰值电流控制技术和平均电流控制技术。这两种控制技术检测并反馈的是一个导通周期内电流变化的峰值和平均值。峰值电流型控制技术的特点是方便、快速，但是需要稳定性补偿；平均电流型控制技术的特点是稳定可靠，但是响应速度较慢，而且控制起来也比较复杂。因此，在实际应用中，峰值电流控制模式比平均电流控制模式应用更为普遍。
电流模式PWM控制技术是针对电压模式PWM控制技术的缺点而发展起来的。所谓电流模式PWM控制，就是在PWM比较器的输入端直接用输出电感电流检测信号与误差放大器的输出信号进行比较，实现对输出脉冲占空比的控制，使输出电感的峰值电流跟随误差电压变化。这种控制方式可以有效地改善电源适配器的电压调整率和电流调整率，也可以改善整个系统的瞬态响应。电流模式PWM控制技术的工作原理如图所示。

1.电流模式PWM控制技术的优点
PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，在进行数模转换。可将噪声影响降到最低。
①采用逐个脉冲控制，动态响应快，调节性能好。当输人线电压或输出负载变化时，马上引起电感中电流的变化，检测信号也随之变化，脉冲宽度立即被调整，而在电压模式控制技术中，检测电路对输人电压的变化没有直接的反应，需要输出电压发生了一定的变化之后才能对脉冲宽度进行调节，通常需要5～10个工频周期之后才能响应输入电压的变化。
②一阶系统稳定性好，负载响应速度快。
③具有自动限流作用，限流保护和过流保护容易实现。
④采用逐个电流脉冲峰值检测，可以有效抑制变压器偏磁引起的饱和问题。在全桥转换器或推挽转换器中，无须增加去磁耦合电容。而电压模式PWM控制技术很难实现这一点。
⑤输入线电压的交流纹波可以比较大，减小了输入滤波电容，可靠性也得到了提高。
⑥并联运行时，均流效果好。
⑦功率因数高。

2.电流模式PWM控制技术的缺点
①电感峰值电流与输出平均电流之间存在误差，控制精度不高。
②对高频噪声衰减的速度较慢，抗高频干扰能力差。
③不适用于半桥转换器。

由于电流模式PWM控制技术与电压模式PWM控制技术相比，具有不可比拟的优势，因此电流模式PWM控制器成为PWM控制器的主流，全球各大集成电路生产厂商竞相研制并推出电流模式PWM控制器。比较具有代表性的电流模式PWM控制器有UC3843、UC3846/47、UC3823X、UC3825X和MC44603。这些高频电源适配器PWM控制器目前仍活跃在市场上，被广泛应用，显示出强大的生命力。

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| 发布时间：2019.07.26 来源：电源适配器厂家

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