平均电流模式：控制原理与优势一览
平均电流模式：控制原理与优势一览
平均电流模式控制是电力电子领域中一种重要的电流控制方式，广泛应用于各种电源管理系统。本文将详细介绍平均电流模式的控制原理、特点及其在实际应用中的优势与局限性。
平均电流模式在电力系统中发挥着重要作用，其原理主要是通过对电流波形进行采样和平均处理来实现对电流的有效调节。在平均电流模式控制的工作过程中，控制系统首先会对电流进行采样，获取电流的实时数值。接着，将这些采样值进行平均处理，得到电流的平均值。随后，控制系统会根据设定的目标值和电流的实际值之间的差异，来调节系统的输出，确保电流的平均值始终保持在设定的范围内。这种控制方式不仅有助于抑制稳态失衡，对输入信号也有良好的抑制作用。
此外，平均电流模式的特点是在一个工作周期内，脉冲宽度恒定，输出电流会随着负载的变化而变化。这使得它在一些特定的应用场合，如移动设备、计算机和工业自动化系统中，表现出优异的性能。特别是在这些系统中使用的DC-DC转换器，平均电流控制能够显著提高转换器的效率并延长其使用寿命。平均电流控制通常是通过调整开关频率来实现对输出电流的控制。在交替工作模式（ACM）下，开关频率是固定的，但输出电压会随着负载的变化而变化。为了保持输出电压的稳定性，就需要使用平均电流控制来调整输出电流。而在连续导通模式（CCM）下，开关频率会随着负载的变化而变化，此时则不需要使用平均电流控制。
平均电流模式控制能够保持输出电流的稳定性，有效避免电流瞬间变化带来的噪声和干扰，从而确保系统运行的平稳性。该模式能够快速响应负载变化，实现电源输出电压的迅速调整，满足系统对快速响应的需求。平均电流模式控制对于外部干扰和噪声具有一定的抗干扰能力，增强了系统的鲁棒性。在电池组设计、直流电源管理以及大型发电系统中，平均电流模式能够有效地实现均流，延长电池寿命，提高电源系统的效率和稳定性。平均电流模式控制适合于任何电路拓扑对输入或输出电流的控制，具有广泛的应用范围。
然而，平均电流模式控制也存在一些局限性。由于平均电流模式控制输出电流呈现矩形波形，当电感的饱和电流超过电感的临界电流时，可能会引发互感变压器饱和，导致输出电压不稳定。在高频范围内，平均电流模式控制可能会引起振荡，导致系统不稳定，需要采取相应措施进行抑制。由于控制输出电流的平均值，平均电流模式控制可能导致输出电流存在较大的纹波，可能引发负载的噪声和干扰，需要在输出端加入滤波器以改善此问题。在电路设计上，双闭环放大器的增益、带宽等参数设计调试较为复杂，增加了电路实现的难度。
本文原文来自ROHM Electronics