高頻開關電源的電荷控制

1979年，A．Carpel提出了用電荷控制的DC／DC轉換器雙環控制系統，圖1（a）為電荷控制反激式轉換器的原理電路，圖中未畫出電壓環。圖1（b）為工作波形。在電荷控制的模式中，測試的是主開關管V的電流iv，然后經過電容CB積分。電容電壓uT與電荷Q成正比，uT與其給定值Ue比較后，經過pWM出現占空比Du。

圖1電荷控制的DC／DC反激式轉換器

電荷控制是一種特殊的電流型控制。其工作原理是：在每個開關周期開始時，主功率開關管V開通，在tON時間內，開關電流iv的積分為電荷Q，Q與開關電流iv的均勻值Iv成正比，利用ton時間內CT上的電荷量作為負反饋控制信號。當電容q上的電壓峰值UT＝Ue時，主功率開關管V關斷，邏輯元件使控制電路中的開關V1閉合，電容CT放電。在一個開關周期的開始前放完電。電容CT在每個開關周期內充、放電一次，即被控制的是一個周期內的電荷。

電荷控制的特點是：開關噪聲較小，可以控制開關電流的均勻值。關于Buck、Flyback等轉換器，其輸人電流是脈動的，無法用均勻電流型控制，否則要較強的濾波器。因此電荷控制適合于在Buck轉換器和Fly，back型CCM模式的功率因數校正裝置中使用。也可以用于諧振轉換器，而電流峰值和均勻電流型控制，都不能使用于諧振轉換器。

電荷控制的缺點是：電流環的穩定性與輸人電壓及負載的變化有關，其使用也因此而受到限制。

1994年，W．Tang建立了電荷控制開關轉換器的瞬態分解模型。并將這種控制辦法推廣使用到多諧振正激式轉換器（有三個諧振元件的準諧振轉換器）。20世紀末，國內專業人士將這種控制原理成功地使用于40V／50A的LCC諧振轉換器，并實現了產業化。

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