斜坡补偿电路设计论文范文

1斜坡补偿电路设计

1.1传统斜坡补偿设计思想从斜坡补偿基本原理可知，在占空比D最大时，需要的补偿电流斜率m最大。因此，若将补偿电流斜率m固定设置在占空比最大的对应值，保证在最大占空比时系统的稳定性，则在全占空比范围内，斜坡补偿均可使系统稳定工作。给出线性斜坡补偿的补偿斜率随占空比变化的关系如图3所示。线性补偿具有结构简单、易于实现等优点，补偿斜坡可以从系统内部的振荡器中得到。由振荡电路对电容C进行充放电即可实现。但振荡电路一旦确定，其所产生的斜坡将不再变化，由于它在任何占空比下都采用最大补偿斜率，所以就会造成小占空比情况下的过补偿问题，致使系统响应速度变慢，同时也降低了系统的带载能力，因此只适用于补偿精度要求不高的电路。

1.2斜坡补偿的电路设计图4是本文提出的斜坡补偿具体电路。本文的斜坡补偿方法是采用分段线性斜坡补偿，当占空比＜30%时，不进行斜坡补偿，以消除在小占空比工作时，斜坡补偿对系统带载能力的影响;当占空比＞30%时，在采样电压上叠加斜坡电压，以消除大占空比工作情况下，电流环路固有的不稳定现象，避免亚谐波震荡的发生。图中，Rsense是采样电阻，Isense是采样电感电流，gate信号是功率管的导通信号，虚线框内是一个取上升沿电路，对功率管的导通信号取一个上升沿。在功率管刚导通的时候，取沿窄脉冲信号打开开关管M1、M2，对电容C1、C2两端电压置0。比较器comp以及电容C1用于设定分段线性区间，文中设定为30%。由电容特性IT=CU知在T时间范围内，由于电容C1端电压＜Vref，比较器comp输出为高，通过逻辑控制，开关管M2导通，M5关断，电容C2两端被短路，电容C2上极板开路，电容C2端电压为0，不进行斜坡补偿。在固定开关工作频率下，通过设置合适的电压Vref、电流Iref1以及电容C1的容值，可将时间T设定在开关周期的30%，则在时间T内不进行斜坡补偿，从而消除了小占空比下造成的过补偿问题。当占空比＞30%时，需进行斜坡补偿，此时开关管M2关断，M5导通，Iref2给电容C2充电，产生斜坡电压，补偿的斜坡电压可计算。当占空比＞30%时，通过设置电流Iref2以及电容C2的容值，采用最大占空比对应的斜率进行补偿，可保证在任意占空比下系统电流环路的稳定性。

2仿真验证

图5是本文提出的斜坡补偿电路仿真波形图。图5中，上图是功率管的导通信号gate，高电平功率管导通，低电平功率管关断;下图是电容C2两端的电压，即是补偿的斜坡电压。由图可知，在功率管导通期间，在占空比＜30%时，没有补偿斜坡电压，当占空比＞30%时，有斜坡补偿电压。仿真结果满足设计要求。

3结束语

本文提出了一种新颖的可提高Buck型DC/DC转换器带载能力的斜坡补偿设计。针对电流模DC/DC转换器在大占空比下的不稳定性，以及采用斜坡补偿后系统带载能力下降等问题，通过产生分段线性斜坡补偿信号，既保证了系统的稳定性，又提高了系统的带载能力。

作者：何均单位：西安电子科技大学电路CAD研究所