开关电源的应用——液晶显示器电源的设计

电流型控制方法是控制流过功率开关管的峰值(有时是最小)电流的漂移点来实现的，这也等效于磁心的磁通密度的偏移量。从本质上说，是调节磁心的一些磁参数来实现的。电流型控制最常见的方法是“定时开通”的方法，有固定频率的振荡器给触发器置位，有快速电流比较器给触发器复位。触发器状态为，"1”时，功率开关管导通。电流比较器的阐值是由电压误差放大器的输出给定的，如果电压误差放大器显示输出电压太低时，电流门槛值就增大，使输出到负载的能量增加。反之也一样。电流型控制本身具有过电流保护功能，快速电流比较器实现对电流的逐周限制。这种保护也是一种恒功率过载保护方法。这种保护通过电流和电流反馈来维持供给负载的恒功率，但并不是在所有产品中用这种方法都是最适合的，特别是在典型的失效会引起失效电流增大的场合下。此外，电路可以设置其他过载保护方法。另外一种电流型控制方法叫做电流滞环控制，这种方法对电流峰值和谷值都进行控制。这种方法用在电流连续模式的Boost变换器中是比较好的。它的结构有点复杂，但它的响应速度很快。这种方法并不是常用的控制方法，其控制频率也是变化的。

电流控制模式与电压控制模式相比具有很多优越性。其工作原理图见图2-3(b)。其控制部分主要由电压采样电阻和电流采样电阻、误差比较器和PWM比较器以及锁存器组成。当变换器工作时振荡器产生固定时钟使寄存器置位，从而使开关管开通。同时输出电压的采样信号与给定信号在误差放大器中比较后，产生电压信号Ue。Ue在PWM 比较器与锯齿波相比较，产生锁存器的复位信号，使开关管关断。PWM 比较器锯齿波的产生是由于变换器中输出电感的作用，使电阻Rs上的电流逐渐增大，电压线性升高，产生PWM 所需锯齿波电压。当锯齿波线性上升到Ue时，即当Us=Ue时，开关管驱动信号撤除，晶体管关断。从以上分析可知，这种控制模式构成电压电流双环系统，从而消除了由于输出滤波电感带来的双极点不稳定的问题。另外，由于控制电路逐周检测，因而变换器具有良好的线性调整率和快速的动态反映.同时这种控制模式很容易实现过流保护。并能自动均衡推挽和全桥变换器中的磁通。电流模式控制主要的缺点是当占空比大于50%时，由于电流上升率不够，控制环变得不稳定，抗干扰性能差^[5]。

在实际的电子电路系统中，不可避免地存在各种各样的干扰信号，若电路的抗干扰能力差将导致测量、控制准确性的降低，产生误动作，从而带来破坏性的后果。因此，若硬件上采用一些设计技术，破坏干扰信号进入测控系统的途径，可有效地提高系统的抗干扰能力。事实证明，采用隔离技术是一种简便且行之有效的方法。隔离技术是破坏"地"干扰途径的抗干扰方法，硬件上常用光电耦合器件实现电→光→电的隔离，他能有效地破坏干扰源的进入，可靠地实现信号的隔离，并易构成各种功能状态。图3-8所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。

图3-8三极管型光电偶合器原理图

光电耦合器的主要结构是把发光器件(如发光二极管)和光接收器件(如光敏三极管)组装在一个密闭的管壳内，然后利用发光器件的管脚作输入端，而把光接收器的管脚作为输出端。当输入端无信号，发光二极管不亮，光敏三极管截止。当在输入端加电信号时，发光器件发光。这样，光接收器件由于光敏效应而在光照后产生光电流并由输出端输出。从而实现了以“光”为媒介的电信号传输，而器件的输入和输出两端在电气上是绝缘的。这样就构成了一种中间通过光传输信号的新型半导体电子器件。若基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。这种光耦合器性能较好，价格便宜，因而应用广泛。

光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种噪声干扰，使通道上的信号噪声比大为提高，主要有以下几方面的原因：

(1)光电耦合器的输入阻抗很小，只有几百欧姆，而干扰源的阻抗较大，通常为105～106Ω。据分压原理可知，即使干扰电压的幅度较大，但馈送到光电耦合器输入端的噪声电压会很小，只能形成很微弱的电流，由于没有足够的能量而不能使二极管发光，从而被抑制掉了。

(2)光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系，也没有共地；之间的分布电容极小，而绝缘电阻又很大，因此回路一边的各种干扰噪声都很难通过光电耦合器馈送到另一边去，避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。

(3)光电耦合器可起到很好的安全保障作用，即使当外部设备出现故障，甚至输入信号线短接时，也不会损坏仪表。因为光耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的高压。

(4)光电耦合器的响应速度极快，其响应延迟时间只有10μs左右，适于对响应速度要求很高的场合。