PWM調(diào)制的控制方式

從調(diào)制到控制

在專題的上一篇中介紹了各種PWM調(diào)制的思路由來，以及衍生出一系列Buck的控制模式。

這一篇，我們將從這個(gè)思路延續(xù)，并對真實(shí)世界的產(chǎn)品一探究竟：各個(gè)廠家天花亂墜的控制名稱這么多，歸根結(jié)底都來源于什么。

亂花漸欲迷人眼

為了說清楚各種控制策略的本質(zhì)，先來說明電壓模式控制，和電流模式控制的定義，和可能的所有情形。

電壓模式(PWM由電壓信號調(diào)制產(chǎn)生)

通常情況下是單環(huán)的，區(qū)別僅在于是通過平均值比較(Average-Based)而產(chǎn)生PWM，還是通過紋波的峰谷值比較(Ripple-Based)產(chǎn)生PWM 。

因?yàn)榉骞戎当容^的緣故，輸出電壓的平均值和Vref參考值會有誤差，為了修正誤差提高精度，有時(shí)會增加含EA的電壓外環(huán)形成雙環(huán)控制，本文稱為“精度修正”(Accuracy Correction)。在文獻(xiàn)中，這種把Vo信息反饋給兩個(gè)不同地方的控制手段，叫作“V2 Control”。

當(dāng)輸出電壓的ESR不能主導(dǎo)紋波時(shí)，通過額外的手段產(chǎn)生一個(gè)類似電感電流，或同相位于電感電流的波形，代替ESR信息參與控制，以確?？刂七壿嫷恼＿\(yùn)行，避免次諧波震蕩。在文獻(xiàn)中，這種手段叫作“紋波注入”(Ripple Inejction)。

電流模式(PWM由電流信號調(diào)制產(chǎn)生)

雙環(huán)控制，區(qū)別僅在于是通過平均值比較(Average-Based)而產(chǎn)生PWM，還是通過紋波的峰谷值比較(Ripple-Based)產(chǎn)生PWM 。

電感電流的采樣，可以依據(jù)PWM基于峰值比較還是谷值比較，只采樣上管電流還是下管電流，甚至，只采樣峰值點(diǎn)還是谷值點(diǎn)。更特別的，可以不直接采樣回路里的電流，而類似紋波注入的思路，生成一個(gè)同相位的“虛擬電感電流”(Emulated Current)信息，代替真實(shí)的電流采樣，參與控制。

類似電壓控制模式，注入同相位的紋波可以提高控制邏輯的魯棒性。為了避免次諧波震蕩，有時(shí)同樣需要“紋波注入”(Ripple Inejction)，比如峰值電流控制中的斜坡補(bǔ)償;另一方面，這樣做可提高PWM的抗擾性和穩(wěn)定度(Noise Immunity, Jittering)，也可據(jù)此調(diào)節(jié)環(huán)路小信號模型的特性。

淺草才能沒馬蹄

提到變頻的滯環(huán)和COT/FOT控制，以及偽定頻的自適應(yīng)計(jì)時(shí)器做法。實(shí)際上，滯環(huán)控制也可以通過自適應(yīng)的上下比較閾值實(shí)現(xiàn)偽定頻。下表中，把自適應(yīng)的偽定頻調(diào)制方法加上"Adaptive"前綴。

接著，我們把提到的定頻PWM調(diào)制和PWM+PFM混合調(diào)制分為兩大類，然后依據(jù)本文介紹的電壓模式和電流模式再細(xì)分，對絕大部分的Buck控制模式進(jìn)行分類。

需要特別注意，標(biāo)注出的公司和相應(yīng)的控制策略，只是筆者個(gè)人認(rèn)為的，該種控制思路的一個(gè)典型代表，并不意味著有且僅有這一廠家/這一系列采取了這種控制策略。

另外，自適應(yīng)閾值/計(jì)時(shí)器的做法，虛擬電感電流的產(chǎn)生，紋波注入的方式，和修正精度用電壓外環(huán)的設(shè)計(jì)，每一家甚至每一個(gè)控制系列的細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)，一定不盡相同，具體可參考如下各廠家的公開資料，和通過表中"Academic"關(guān)鍵詞檢索IEEE文獻(xiàn)學(xué)習(xí)。

最后，基于Buck的控制策略，絕大部分可以拓展到其他任何拓?fù)涞目刂蒲芯恐腥?，Paper就是這么來的。