电流控制型开关电源是在电压控制环的基础上又增加了电流控制环,其基本原理及工作波形分别如图2-4-1(a)、(b)所示,U_S为电流检测电阻的压降,此时PWM比较器兼作电流检测比较器。

图2-4-1  电流控制型开关电源的基本原理及工作波形

    电流控制型需通过检测电阻来检测功率开关管的开关电流,并且可逐个周期的限制电流,便于实现过电流保护,固定频率的时钟脉冲将PWM锁存器置位,从Q端输出的驱动信号为高电平,使功率开关管VT导通,高频变压器一次側的电流线性地增大,当电流检测电阻R_S上的压降达到并超过U_r时,电流检测比较器翻转,输出的高电平将锁存器复位,从Q端输出的驱动信号变为低电平,令开关管关断,直到下一个时钟脉冲使PWM锁存器置位。

    电流控制型开关电源具有以下优点:

    (1)它属于双闭环控制系统,外环由电压反馈电路构成,内环由电流反馈电路组成,并且电流反馈电路受电压反馈电路的控制,与电压反馈电路相比,电流反馈电路的増益带宽(Gain Bandwidth)更大。

    (2)对输入电压瞬态变化的响应速度快,当输入电压发生变化时能迅速调整输出电压达到稳定値,这是因为输入电压的变化会导致一次側电感电流发生变化,进而使U_S改变,无须经过误差放大器,直接通过电流检测比较器就能改变输出脉冲的占空比。

    (3)在电压控制环和电流控制环的共同控制下,可提高电压调整率指标。

    (4)能简化误差放大器补偿网络的设计。

    (5)只要开关电流脉冲的峰值达到设定的阀值,PWM比较器就动作,使功率开关管关断,维持输出电压稳定。

    (6)本身带限电流保护电路,只需改变R_S值,即可精确设定限电流阈值。

    电流控制型的主要缺点如下:

    (1)由于存在两个控制环路,给电路设计及分析带来困难。

    (2)当占空比超过50%时可能造成控制环路工作不稳定,需增加斜率补偿电路。

    (3)对噪声的抑制能力较差,因一次側电感工作在述续诸能模式,开关电流信号的上升斜率较小,只要在电流信号上叠加较小的噪声,就容易导致PWM控制器误动作,需增加噪声抑制电路。