開關(guān)穩(wěn)壓器的基礎(chǔ)-控制方式 (電壓模式、電流模式、遲滯控制)

最初已經(jīng)說明開關(guān)穩(wěn)壓器的反饋（feedback）控制方式有電壓模式、電流模式、遲滯控制等3種。開關(guān)穩(wěn)壓器也與線性穩(wěn)壓器同樣通過反饋電路進(jìn)行穩(wěn)定化。在這里，加以詳細(xì)說明。由于各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因此該選擇何種方式必須考慮平衡點(diǎn)。

電壓模式
電壓模式控制是最基本的方式。透過反饋環(huán)路只反饋輸出電壓。通過以誤差放大器和基準(zhǔn)電壓做比較后所差距的電壓再進(jìn)一步與三角波做比較，決定PWM訊號(hào)的脈沖寬度來控制輸出電壓。此方式的優(yōu)點(diǎn)在于純電壓的反饋環(huán)路可進(jìn)行較簡(jiǎn)單的控制、可縮短ON時(shí)間、抗噪好。其缺點(diǎn)是，相位補(bǔ)償電路復(fù)雜可能使設(shè)計(jì)變麻煩。

圖47

電流模式
電流模式控制是對(duì)電壓模式控制的改良，是以檢測(cè)電路電感電流的方式取代電壓模式控制使用的三角波?；驒z測(cè)晶體管的電流取代電感電流、通過電流檢測(cè)電阻進(jìn)行檢測(cè)。反饋環(huán)路分電壓環(huán)路和電流環(huán)路兩者，控制雖變得比較復(fù)雜，不過有相位補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)大幅簡(jiǎn)單化的優(yōu)點(diǎn)。其他優(yōu)點(diǎn)還有反饋環(huán)路的穩(wěn)定性高，負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)比電壓模式快速。其缺點(diǎn)是，因電流檢測(cè)敏感故所以噪聲弱，不過最近此部分因內(nèi)置于IC而問題變少。

圖48

遲滯控制（紋波控制）
遲滯控制方式是引腳對(duì)需要更高速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)的負(fù)載，例如CPU、FPGA等電源要求而開發(fā)的方式。因其檢測(cè)并控制輸出的紋波，故也稱為紋波控制方式。該方式，不通過誤差放大器而以比較器直接監(jiān)控輸出電壓。檢測(cè)超過或未超過已設(shè)定的閾值后，由比較器直接控制開關(guān)ON/OFF。方法有兩種，一為在ON時(shí)間固定下檢測(cè)不超過的閾值，一為在OFF時(shí)間固定下檢測(cè)超過的閾值。

圖49

該方式的優(yōu)點(diǎn)，在于由比較器進(jìn)行直接控制，故瞬態(tài)響應(yīng)極為高速、無(wú)須相位補(bǔ)償。其缺點(diǎn)是，雖然有開關(guān)頻率會(huì)變動(dòng)、抖動(dòng)大、檢測(cè)輸出紋波需要ESR（等價(jià)串聯(lián)電阻）較大的輸出電容器，隨著技術(shù)革新，采用此方式的IC逐漸増加。例如，在IC內(nèi)部反饋原本出現(xiàn)于輸出的紋波而得以使用ESR小的陶瓷電容器，使輸出紋波變小。

圖50

審核編輯：湯梓紅