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加谐波补偿的原因你真的弄懂了吗?


我们在做反激的电源的时候占空比都是在0.5一下,可以说是每一个做反激的工程师达成的共识了,但是对于为什么D<0.5,可能大部分工程师都不清楚,一个笼统的说法是会引起次谐振荡,需要加谐波补偿,但是其具体原因究竟是什么了,

 

首先我们市面上面大部分的反激芯片的控制方式都是电流型的,这样做的好处是可以逐周期控制整个电源,过功率或是过流的时候能很好的保护整个电源系统。

 

那么对与一个电流型的芯片控制是一个什么样的了,看下面的图,它有电压环做外环,电流环做内环控制,电压环是通过输出电压与参考电压进行比较后经过误差放电器然后在与变压器的电流进行比较,这就是电流型的控制芯片。

 

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因为是电流型的控制方式,那么当限流电阻上面的电压超过了Vcom电压的时候,MOS管关断,整个电源都是工作在稳定状态的时候,输入电压与输出电压不变,那么变压器上面的电流上升斜率与下降斜率都是一样,为此当整个电源工作在DCM模式的时候,如果限流电阻上面出现了扰动电流的时候,DCM的会提前出现关断,下一个周期还是会从原来的电流位置开始。

 

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按照下一个周期又是从零开始的原则,如果扰动持续在,那么整个系统会去调控占空比来实现整个系统的平衡,这样看来DCM是不会出现次谐波振荡的。

 

下面我来看CCM模式

 

首先来看占空比小于0.5的时候的波形,看下面的图,变压器上面的电流上升斜率有下降斜率不变,当扰动波形出现的时候,再瞬态的时候,Vcom的电压是不变的,随时间的推移,扰动的量是越来越小,

 

从上面的波形来看的话,整个系统是收敛的。

 

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接下来我们看下连续模式下面占空比大于0.5的时候出现一个什么样的现象,

 

看下面的图,随时间的推移,整个扰动出现了放大的,并没像我们的小于0.5的时候一样整个系统收敛的,而是出现了放大的状态,为此出现了整个系统会出大小波,也就是我们常说的次谐振荡,这也是为什么我们的反激大部分占空比设计到了0.5以下,

 

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根据上面的的几个波形,次谐振荡出现的条件可以总结为一下几点:

 

1、必须是电流型的控制芯片,

 

2、工作在是连续模式下面

 

3、占空比一定要大于0.5的时候

 

以上三个条件缺一个都不会出现次谐振荡,如果出现了磁芯振荡的时候,可以通过加谐波补偿来消除次谐振荡。


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