創新的自適應脈寬調制器為固定通/斷時間可控的穩壓器提供恒定開關頻率

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摘 要

本文介紹一種創新的自適應穩壓器(AC/DC或DC/DC)脈寬調制器(PWM) ，基于“固定關斷時間(FOT)”或“恒定導通時間(COT)”控制方法，可以在全工況下(例如滿負載CCM或中低負載DCM模式，寬輸入輸出電壓) 以恒定開關頻率工作，無轉換器的寄生參數(例如功率開關和濾波電感器的電阻)的負面影響。此外，本文提出的調制器電路與轉換器拓撲無關(升壓、降壓、反激式等)，只與功率開關管柵極驅動邏輯信號(GD)有關，可以節省芯片引腳數量，且/或降低設計復雜程度。

圖1 電網電壓FOT調制PFC升壓轉換器(左); FSW對電網電壓(右)

前 言

在一個基于FOT控制方法的開關式轉換器內，控制器使功率開關管的關斷時間(TOFF)固定不變，并調制功率開關的導通時間(TON)，以此調整輸出電壓或電流。反之亦然，COT控制方法是使功率開關的導通時間固定不變，同時調制功率開關的關斷時間，調整轉換器的輸出電壓電流。最簡單的FOT或COT電路會導致開關頻率(FSW)顯著變化，這主要與輸入輸出電壓設置點和負載(CCM 或DCM模式)有關。具體地講，當負載降低時，開關頻率將會升高，導致能效降低或產生意外的特性(需要更寬的EMI濾波器)，這是一個眾所周知的技術缺點，不少參考文獻中都有記載解決這個問題的辦法。

例如用FOT方法控制CCM PFC前級升壓穩壓器，導致開關頻率隨電網電壓和負載條件而發生明顯變化。按照實時電網電壓調制關斷時間，可以降低開關頻率(TOFFKt Vin,pk sinθ)，如圖1所示，只要升壓級是CCM模式，最終開關頻率是恒定的，如圖1右圖所示。

COT被廣泛用于控制基于降壓和升壓拓撲的DC/DC轉換器。……