一般情況下,開關電源的輸出電壓Vo恒定,當輸入電壓Vin變化時,需要有另外一個變量進行相應的控制變化,維持輸出電壓Vo恒定。以Buck降壓變換器為例,根據控制變化量的不同可以分為以下幾種控制模式:
1)開關頻率fsw恒定,當 輸入電壓Vin變化時,根據Vo=D*Vin=Tsw_on/Ts*Vin,占空比D=Tsw_on/Tsw進行相應的變化,也就是PWM控制;
2)如果開通時間Tsw_on固定,當輸入電壓變化時,開關頻率fsw進行相應的變化,這種方式就是恒定導通時間控制;
3)如果開通時間Tsw_off固定,當輸入電壓變化時,開關頻率fsw進行相應的變化,這種方式就是恒定關斷時間控制;
以上三種控制方式中,第一種是定頻控制,后面兩種是變頻控制。其中COT控制是通過檢測流過開關管電流谷點電流值進行控制,其工作過程如下:
當開關管導通時,流過電感電流上升,開關管導通一個固定時間后,關斷開關管,此時流過電感電流開始下降,通過檢測檢流電阻兩端電壓值與芯片內部值進行比較,重新打開開關管,依次重復。下面以一款COT Buck控制芯片為例詳細說明COT控制主要計算公式。
1)根據Buck電路占空比公式
2)結合COT控制的固定導通時間Ton可以得到
3)由于Ton恒定,因此可以得到Buck電源變換器的開關頻率和輸入電壓的關系
4)由電感的伏秒平衡公式可得
進而可以得到電感感值