Перейти к содержанию

Управление по току

При управлении по току ширину импульса задаёт не сравнение с пилой генератора, а сам ток силового ключа: он растёт, пока не достигнет уровня, который выставляет петля напряжения. Так работают контроллеры UC3842 и многие другие.

Обновлено Редакция GAW

Управление по току (current-mode control) — способ широтно-импульсной модуляции в импульсных источниках, при котором импульс силового ключа заканчивается, когда ток через ключ достигает заданного уровня. Этот уровень вырабатывает усилитель ошибки по выходному напряжению, а ток измеряют резистором-шунтом в истоке ключа.

Получаются две петли: быстрая внутренняя — по току в каждом такте — и медленная внешняя — по выходному напряжению. Порядок работы, на примере UC3842:

  1. Генератор в начале такта открывает ключ.
  2. Ток в дросселе или обмотке трансформатора растёт, и напряжение на шунте растёт вместе с ним.
  3. Когда напряжение на шунте достигает уровня от усилителя ошибки, компаратор закрывает ключ до следующего такта.
СвойствоЧто даёт
Ограничение тока в каждом тактезащита ключа и трансформатора без отдельной схемы; у UC3842 по onsemi Ipk = 1 В / RS
Компенсация входного напряженияпри росте входа ток растёт быстрее, импульс сам укорачивается; по TI именно внутренняя петля по току определяет реакцию на изменение входа

В изолированных сетевых источниках внешнюю петлю, по TI, часто замыкают через TL431 и оптопару на вторичной стороне. Особенность режима — чувствительность к выбросу тока в момент открытия ключа: его гасят RC-фильтром на входе тока. Сравнить с классическим ШИМ по напряжению можно на примере TL494, а выводы, серия и расчёт токового контроллера — в карточке UC3842 и UC3843.

Частые вопросы

Чем управление по току отличается от управления по напряжению?

При управлении по напряжению ШИМ-компаратор сравнивает выход усилителя ошибки с пилой генератора, например в TL494. При управлении по току — с током силового ключа на резисторе-шунте: импульс заканчивается, когда ток достигает уровня, заданного петлёй напряжения. Отсюда ограничение тока в каждом такте и быстрая реакция на изменение входного напряжения.

Почему токовый режим сам ограничивает ток?

Потому что ток ключа в каждом такте не может превысить уровень компаратора. У UC3842 уровень на входе тока ограничен примерно 1 В, и onsemi даёт наибольший пиковый ток как 1 В / RS. При перегрузке или коротком замыкании выходной ток ограничивается без отдельной схемы защиты.

Что такое выброс тока в начале импульса?

Короткий пик тока при открытии ключа — из-за ёмкостей трансформатора и выпрямителя. Токовый компаратор может принять его за конец импульса и оборвать его. onsemi советует RC-фильтр на входе тока с постоянной времени, близкой к длительности выброса.

Источники

  1. Texas Instruments. UCx84x Current-Mode PWM Controllers (SLUS223H, revised October 2024) — разд. 1 и 7.1: управление по току с фиксированной частотой, ограничение тока в каждом импульсе, автоматическая компенсация входного напряжения (feedforward), ШИМ-компаратор одновременно ограничивает ток; разд. 8.2: внутренняя петля по току через резистор в цепи ключа определяет реакцию на изменение входа, внешняя петля — по напряжению через усилитель ошибки, в изолированных источниках — TL431 и оптопара
  2. onsemi. UC3842B, UC3843B, UC2842B, UC2843B: High Performance Current Mode Controllers (UC3842B/D, Rev. 18, August 2021) — токовый компаратор с порогом около 1 В, Ipk(max) = 1,0 В / RS; RC-фильтр против выброса тока в начале импульса

Нашли ошибку?

Смотрите также