ZHCSTU4B March 2011 – December 2024 LM3481-Q1
PRODUCTION DATA
6.3.3 斜率補償斜坡
LM3481-Q1 采用電流模式控制方案。電流模式控制的主要優勢是開關固有的逐周期電流限制和更簡單的控制環路特性。由于電流共享是自動的，因此使用電流模式控制可以輕松并聯功率級。不過，如果未按如下所述解決額外的斜率補償，則占空比 D 大于 50% 時會出現自然的不穩定性。
電流模式控制方案會對電感器電流 IL 進行采樣，并將采樣信號 Vsamp 與內部產生的控制信號 Vc 進行比較。電流檢測電阻 RSEN（如圖 6-3 中所示）將采樣的電感器電流 IL 轉換為電壓信號 Vsamp，而該電壓信號與 IL 成正比，使得：
Vsamp 的上升和下降斜率 M1 和 ?M2 也分別與電感器電流上升和下降斜率 Mon 和?Moff 成正比。其中，Mon 為開關導通期間的電感器斜率，而 ?Moff 為開關關斷期間的電感器斜率，并且與 M1 和 ?M2 的關系如下：
對于升壓拓撲：
如圖 6-3 所示，當占空比大于 50% 時，電流模式控制存在固有的不穩定性，其中控制信號斜率 MC 等于零。在圖 6-3 中，負載電流的小幅增加會導致采樣的信號增加 ΔVsamp0。在第一個開關周期結束時，這個負載變化 ΔVsamp1 的影響是：
在方程式 9 中，當 D > 0.5 時，ΔVsamp1 將大于 ΔVsamp0。換言之，干擾是發散的。因此，負載中非常小的擾動都將導致干擾增加。為了確保擾動信號收斂，我們必須保持：
圖 6-3 D > 0.5 時的次諧波振蕩
圖 6-4 補償斜坡可避免次諧波振蕩為了防止發生次諧波振蕩，控制信號中增加了補償斜坡，如圖 6-4 所示。
使用補償斜坡時，ΔVsamp1 和收斂條件表示為：
補償斜坡已在 LM3481-Q1 內部添加。選擇此補償斜坡的斜率是為了滿足大多數應用的要求，其值取決于開關頻率。此斜率可使用以下公式計算：
在方程式 13 中，VSL 是內部補償斜坡的幅度，而 fS 是控制器的開關頻率。節 5.5 部分中指定了 VSL 的限值。
為了向用戶提供額外的靈活性，IC 內部已經實施了一個專利方案，以便在需要時在外部增加補償斜坡的斜率。添加單個外部電阻器 RSL（如圖 6-6 所示）可以增加補償斜坡的幅度，如圖 6-5 所示。
圖 6-5 使用外部電阻器 RSL 添加額外的斜率補償其中，
K 通常為 40μA 并會隨開關頻率的變化而略有變化。圖 6-7 展示了開關頻率變化時電流 K 對 ΔVSL 和不同 RSL 值的影響。
下面顯示了斜率補償斜坡 MC 的一個更通用公式，其中包括由電阻 RSL 引起的 ΔVSL。
為了避免出現次諧波振蕩，一個很好的設計做法是只添加所需的斜率補償。額外的斜率補償可更大限度減輕控制環路中檢測電流的影響。具有非常大的斜率補償時，該控制環路特性與電壓模式穩壓器相似，此穩壓器會將誤差電壓與鋸齒波形而非電感器電流進行比較。
圖 6-6 增加補償斜坡的斜率
圖 6-7 ΔVSL 與 RSL 間的關系