【学习笔记】反激电源什么时候需要斜坡补偿

[Choti]

在设计反激电源时，若使用UC3842等比较老的控制芯片，常常听到斜坡补偿这一概念。那么这究竟是怎么一回事呢？
首先得介绍一下峰值电流控制模式，峰值电流控制是通过电压外环运算所得出的电流参考值与被控电流的反馈值进行比较，从而得出开关管的开关状态，实现电路的控制效果，其控制原理图如下。

其中，i c是经电压外环运算后的电流参考值，i peak是采集的开关电流峰值。当时钟脉冲到达RS触发器时，输出Q置位，开关管S1开通；当峰值电流i peak等于电流参考值i c时，比较器输出高电平送入触发器，输出Q复位，开关管S1关断。

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峰值电流控制存在着其固有缺陷，即开环不稳定性，当电路占空比D大于0.5时会引发次谐波振荡现象。当占空比D小于0.5时，示意图如下所示：

峰值电流上升斜率为k 1，下降斜率为-k 2，对当前受控峰值电流i peak施加扰动Δi 0，可以看出，这个扰动将随着时间逐渐减小，即Δi 1<Δi 0。

[Choti]

然而当占空比D大于0.5 时：

同样对当前受控峰值电流i peak施加扰动Δi 0，从图中可见，这个扰动将随着时间逐渐增大，即Δi 1>Δi 0，最终达到不可控的程度。

[Choti]

为了抑制这一不稳定性（次谐波振荡），通常会引入一个人为的斜坡补偿进行校正。

为了抑制在占空比大于0.5时导致的次谐波振荡现象，通常在电流参考值i c上施加补偿斜率，补偿斜率为-k c，当占空比D大于0.5 时，所施加的扰动电流经过几个周期会逐渐减小，从而达到控制目标。

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不同时刻的扰动量Δi 0与Δi 1的关系式如下：

由上式可以推导出，在任意n时刻的电流扰动量Δi n与初始时刻施加的电流扰动量Δi 0的关系式如下：

为使任意n时刻的电流扰动量Δi n<Δi 0，即应满足下式：

即补偿斜率k c应满足：