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1斜坡補償電路設計

1.1傳統斜坡補償設計思想從斜坡補償基本原理可知，在占空比D最大時，需要的補償電流斜率m最大。因此，若將補償電流斜率m固定設置在占空比最大的對應值，保證在最大占空比時系統的穩定性，則在全占空比范圍內，斜坡補償均可使系統穩定工作。給出線性斜坡補償的補償斜率隨占空比變化的關系如圖3所示。線性補償具有結構簡單、易于實現等優點，補償斜坡可以從系統內部的振蕩器中得到。由振蕩電路對電容C進行充放電即可實現。但振蕩電路一旦確定，其所產生的斜坡將不再變化，由于它在任何占空比下都采用最大補償斜率，所以就會造成小占空比情況下的過補償問題，致使系統響應速度變慢，同時也降低了系統的帶載能力，因此只適用于補償精度要求不高的電路。

1.2斜坡補償的電路設計圖4是本文提出的斜坡補償具體電路。本文的斜坡補償方法是采用分段線性斜坡補償，當占空比＜30%時，不進行斜坡補償，以消除在小占空比工作時，斜坡補償對系統帶載能力的影響;當占空比＞30%時，在采樣電壓上疊加斜坡電壓，以消除大占空比工作情況下，電流環路固有的不穩定現象，避免亞諧波震蕩的發生。圖中，Rsense是采樣電阻，Isense是采樣電感電流，gate信號是功率管的導通信號，虛線框內是一個取上升沿電路，對功率管的導通信號取一個上升沿。在功率管剛導通的時候，取沿窄脈沖信號打開開關管M1、M2，對電容C1、C2兩端電壓置0。比較器comp以及電容C1用于設定分段線性區間，文中設定為30%。由電容特性IT=CU知在T時間范圍內，由于電容C1端電壓＜Vref，比較器comp輸出為高，通過邏輯控制，開關管M2導通，M5關斷，電容C2兩端被短路，電容C2上極板開路，電容C2端電壓為0，不進行斜坡補償。在固定開關工作頻率下，通過設置合適的電壓Vref、電流Iref1以及電容C1的容值，可將時間T設定在開關周期的30%，則在時間T內不進行斜坡補償，從而消除了小占空比下造成的過補償問題。當占空比＞30%時，需進行斜坡補償，此時開關管M2關斷，M5導通，Iref2給電容C2充電，產生斜坡電壓，補償的斜坡電壓可計算。當占空比＞30%時，通過設置電流Iref2以及電容C2的容值，采用最大占空比對應的斜率進行補償，可保證在任意占空比下系統電流環路的穩定性。

2仿真驗證

圖5是本文提出的斜坡補償電路仿真波形圖。圖5中，上圖是功率管的導通信號gate，高電平功率管導通，低電平功率管關斷;下圖是電容C2兩端的電壓，即是補償的斜坡電壓。由圖可知，在功率管導通期間，在占空比＜30%時，沒有補償斜坡電壓，當占空比＞30%時，有斜坡補償電壓。仿真結果滿足設計要求。

3結束語

本文提出了一種新穎的可提高Buck型DC/DC轉換器帶載能力的斜坡補償設計。針對電流模DC/DC轉換器在大占空比下的不穩定性，以及采用斜坡補償后系統帶載能力下降等問題，通過產生分段線性斜坡補償信號，既保證了系統的穩定性，又提高了系統的帶載能力。

作者：何均單位：西安電子科技大學電路CAD研究所