關(guān)于Buck電路紋波控制的方式

前段時(shí)間看了一些關(guān)于Buck電路紋波控制的方式，在這里做個(gè)總結(jié)。相比于傳統(tǒng)的平均電壓環(huán)路或電壓電流環(huán)路，紋波控制方式能夠?qū)崿F(xiàn)更低的成本或者更快的響應(yīng)速度。

Buck最簡(jiǎn)單的控制方式便是不需要任何補(bǔ)償電路，僅依靠一個(gè)比較器和Buck電路本身就能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，輸出電壓直接與載波交截，但是輸出電容ESR要滿足一定條件，如下圖，輸出電容ESR提供了環(huán)路補(bǔ)償?shù)墓δ?，使系統(tǒng)擁有較好的相位裕度。

但是上述方式有諸多限制，如輸出電容ESR大，往往需要在輸出電容支路增加電阻，影響效率和輸出紋波。

一種改進(jìn)的方式是采用變頻的方式，固定開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間(或關(guān)斷時(shí)間)，也是利用輸出電壓紋波與參考信號(hào)交截確定開通時(shí)間，這里的輸出電壓紋波其實(shí)是引入的電感電流信號(hào)的反饋（電感電流的紋波只流過(guò)輸出電容，在Co的ESR會(huì)產(chǎn)生壓降）。因?yàn)檩敵鲭娏鞯牟▌?dòng)會(huì)立即反映到Ico，所以這種控制方式能在一周期內(nèi)響應(yīng)負(fù)載的瞬變。

但此種控制方式對(duì)輸出電容容值、ESR以及Ton有要求，目的就是保證輸入電壓紋波與電感電流紋波保持同相位。

COT和FOT開關(guān)頻率相關(guān)因素較多，為了消除輸入輸出電壓對(duì)開關(guān)頻率的影響，一般Ton或Toff時(shí)間都會(huì)設(shè)置成與輸入輸出電壓相關(guān)的量，如下圖，Ton與輸入電壓成正比以抵消輸入電壓對(duì)開關(guān)頻率的影響(假設(shè)輸出電壓固定)。

因?yàn)閷?duì)輸出電容ESR還是有要求，所以對(duì)變換器輸出電壓紋波以及效率還是會(huì)有影響，這種控制方法本質(zhì)上是利用電感電流紋波信號(hào)，所以可以通過(guò)一些方法引入電感電流紋波信號(hào)從而不需要ESR，如下圖：

采用斜波補(bǔ)償又會(huì)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)偏差產(chǎn)生影響，所以有人提出另一種方式(V2 control)來(lái)消除穩(wěn)態(tài)偏差，就是將輸入電壓先與參考電壓經(jīng)過(guò)一個(gè)補(bǔ)償環(huán)節(jié)，因?yàn)檎`差放大器直流增益很大，所以Vo與Vref的偏差基本可以忽略。

同時(shí)為了解決COT或FOT只能響應(yīng)Toff或Ton時(shí)刻的負(fù)載瞬變，有人做了如下改進(jìn)：Ton時(shí)刻不僅與輸入電壓相關(guān)，還受Verr(t)決定。

可見Buck紋波控制方式從最初的很簡(jiǎn)單的控制方式，為了解決一些應(yīng)用上存在的問(wèn)題，逐漸演變?yōu)檩^為復(fù)雜的方式，在有些地方可能得不償失，所以實(shí)際選擇采用哪一種控制還需要看具體應(yīng)用注重哪些性能，做針對(duì)性的選擇，這樣才是最具性價(jià)比的選擇。