电压模式与电流模式的比较、联系及优缺点（二）

发布时间：2020-11-11

来源：罗姆半导体社区 (https://rohm.eefocus.com)

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四、电压模式控制

电压模式控制通过调节输出电压和其他良好受控的内部信号(比如：时钟和内部基准电压)，该拓扑具备非常强的抗噪声能力。而且它还相当地简单明了。利用输入电压前馈保持了简单性，以在不断变化的输入电压条件下维持恒定的环路增益。此外，输入电压前馈还可大幅改善针对线路电压瞬变的响应。最后，时钟实现了开关频率的控制，包括使电路同步至一个外部时钟源的可能性。这是最早的开关稳压器设计所采用的方法，而且多年来很好地满足了业界的需要。基本的电压模式控制配置示于图1。

电压模式控制

这种设计的主要特性是只存在一条电压反馈通路，而脉宽调制是通过将电压误差信号与一个恒定斜坡波形进行比较来完成的。电流限制必须单独执行。

4.1电压模式控制的优点

1. 采用单个反馈环路，因而比较容易设计和分析。

2. 一个大幅度斜坡波形提供了用于实现稳定调制过程的充分噪声裕量。

3 . 一个低阻抗功率输出为多输出电源提供了更加优良的交叉调制性能。

4.2电压模式控制的缺点

1.电压或负载中的任何变化都必须首先作为一个输出变化来检测，然后再由反馈环路来校正。这常常意味着缓慢的响应速度。

2.输出滤波器给控制环路增加了两个极点，因而在补偿设计误差放大器时就需要将主导极点低频衰减，或在补偿中增加一个零点。

3.由于环路增益会随着输入电压的变化而改变，因而使补偿进一步地复杂化。

五、选择电路拓扑结构

以上所有的讨论均不应给您留下“电流模式控制不再有用武之地”的印象——而只应是“在当今的环境中，电流模式和电压模式这两种拓扑结构都可以是适用的选择”。针对每一种特定的应用，某些设计依据有可能表明这一种或另一种拓扑结构更加适合。部分设计依据概述如下：

在以下场合可考虑使用电流模式：

1.电源输出将是一个电流源或非常高的输出电压。

2.对于某个给定的开关频率，需要最快的动态响应。

3.应用针对的是一个输入电压变化相对受限的DC/DC转换器。

4.需要可并联性(parallelability)和负载均分的模块化应

5.在变压器磁通平衡很重要的推挽电路中。

6.在要求使用极少组件的低成本应用中。

而在以下场合中则可以考虑使用具前馈的电压模式：

1.有可能存在很宽的输入电压和/或输出负载变化范围。

2.特别是在低电压－轻负载条件下，此时，电流斜坡斜率过于平缓，不利于实现稳定的PWM操作。

3.高功率应用和/ 或噪声应用（这里，电流波形上的噪声将难以控制）。

4.需要多个输出电压以及较好的交叉调制性能。

5.可饱和电抗器控制器将被用作辅助次级侧稳压器。

6.需要避免双反馈环路和/或斜坡补偿之复杂性的应用。

按照这些设计依据，UCC3750针对中低功率、隔离、初级侧控制应用进行了优化（借助隔离型前馈）。除了上述的控制特性之外，该器件还针对此类工作在性能方面实现了诸多的提升。不过，鉴于这并非本文的讨论议题，感兴趣的读者可以查阅该产品的数据表以了解更多的相关信息。

六、电流与电压的关系

电流是由电压产生的，因此有电流必须要有电压。相反，有电压不一定有电流，例如一节电池放置在地上，电池的正负极存在电压，但却没有电流；又如一根导体棒在没有回路的情况下切割磁感线，会产生感应电压却没有感应电流。

因此我们引入了电阻的概念，也有了电流的决定式I=U/R，电流由电压和电阻共同决定，不能只看一个。电压越大电流越大，电阻越大电流越小。上面的两个例子，都是因为电压存在，但是电阻太大（正负极连接的是一段空气，电阻很大），所以认为产生的电流可以忽略。至于不存在电压，物体不带电就可以了嘛。可是这样是一定没有电流的。