在開(kāi)關(guān)電源中，有一個(gè)相對(duì)不容易解釋清楚，但是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性又起到重要作用的知識(shí)點(diǎn)-斜坡補(bǔ)償。我們打算后面用一系列文章來(lái)深入探討一下這方面的知識(shí)，爭(zhēng)取讓大家能夠?qū)@塊內(nèi)容有相對(duì)深入的理解。

我們首先需要回答的問(wèn)題，就是開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)為什么需要斜坡補(bǔ)償，或者說(shuō)斜坡補(bǔ)償解決了哪方面的問(wèn)題？從宏觀上看，開(kāi)關(guān)電源的調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以分為兩部分，一個(gè)是內(nèi)環(huán)電流環(huán)，一個(gè)是外環(huán)電壓環(huán)。之所以把電流環(huán)稱(chēng)之為內(nèi)環(huán)，主要是因?yàn)樗恼{(diào)節(jié)速度更快，屬于單周期調(diào)節(jié)。電壓環(huán)，調(diào)節(jié)速度相對(duì)電流環(huán)肯定是更慢的，對(duì)于輸出濾波電容來(lái)說(shuō)，電壓是電流的積分。電流環(huán)調(diào)節(jié)的結(jié)果要經(jīng)過(guò)數(shù)十個(gè)周期之后，才能在電壓信號(hào)上做出反應(yīng)。

當(dāng)系統(tǒng)的輸出電流或者說(shuō)電感電流，因?yàn)樨?fù)載變化或者輸入電壓變化產(chǎn)生擾動(dòng)的時(shí)候，在電壓環(huán)起到調(diào)節(jié)作用之前，有可能發(fā)生電感電流的次諧波震蕩，或者說(shuō)是電感電流的振鈴現(xiàn)象。

這里之所以說(shuō)是有可能，主要是因?yàn)檫@個(gè)現(xiàn)象發(fā)生在CCM模式下，而且占空比大于50%的時(shí)候。當(dāng)占空比小于50%的時(shí)候，擾動(dòng)電流的震蕩會(huì)自動(dòng)趨于收斂。我們下面用圖形化的方式給大家演示一下。

上圖是占空比小于50%的時(shí)候，負(fù)載變化引起的電流擾動(dòng)。大家可以看一下，這個(gè)擾動(dòng)在幾個(gè)周期后，會(huì)自動(dòng)收斂。具體為什么會(huì)收斂呢？我們可以推算一下電流擾動(dòng)量的變化公式。

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大家可以看一下，當(dāng)占空比小于50%的時(shí)候，Ton的時(shí)間內(nèi)電流上升的斜率大于Toff時(shí)間內(nèi)電流下降的斜率。那么這個(gè)電流抖動(dòng)量的變化趨勢(shì)和這兩個(gè)斜率的比值很有關(guān)系。

具體的推導(dǎo)公式，如上圖所示。我們這里是分兩個(gè)三角形來(lái)進(jìn)行計(jì)算的。在θ0的三角形內(nèi)，根據(jù)正切關(guān)系可以得到δIo和It（兩個(gè)三角形的公共部分）比例關(guān)系式①。實(shí)際上這個(gè)正切關(guān)系本質(zhì)上是不是就是斜率呀。同樣的，在θ1這個(gè)三角形內(nèi)，我們也可以得到式子②。這兩個(gè)式子化簡(jiǎn)以后，就會(huì)得到關(guān)系式③。大家可以看一下，δI1是不是要比δIo要小呀，因?yàn)閙2小于m1，對(duì)吧。當(dāng)占空比小于50%的時(shí)候，是不是m2一定小于m1呀。那么經(jīng)過(guò)幾個(gè)周期的迭代，是不是擾動(dòng)量慢慢變小后，系統(tǒng)也就收斂了。

但是當(dāng)占空比大于50%的時(shí)候，也就是m2大于m1的時(shí)候，這個(gè)擾動(dòng)量是不是也來(lái)越大，結(jié)果也就會(huì)出現(xiàn)電感電流的震蕩，如下圖所示。

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對(duì)于控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)芯片而言，Ton的時(shí)間也就會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，也就是會(huì)出現(xiàn)所謂的大小波交替現(xiàn)象的發(fā)生。這個(gè)波動(dòng)的電流對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是無(wú)益的，需要想辦法解決掉。那么該怎么解決呢？這個(gè)也就是斜坡補(bǔ)償?shù)挠蓙?lái)：既然這種情況下m2大于m1，我們能不能通過(guò)斜坡補(bǔ)償?shù)姆绞绞沟谜w的斜率大小關(guān)系發(fā)生改變呢？

下篇文章，將會(huì)對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行更深入的分析。