7.3.1 混合遲滯控制

UCC256301 使用了一種新型控制方案 - 混合遲滯控制 (HHC)，來(lái)提供一流的輸入電壓和負(fù)載瞬態(tài)性能。該控制方法使得補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)十分簡(jiǎn)單。該控制方法還便于更加輕松高效地進(jìn)行輕負(fù)載管理。改進(jìn)的線路瞬態(tài)性能可降低大容量電容器/輸出電容器值，減少系統(tǒng)成本。

HHC 是一種整合了傳統(tǒng)頻率控制和電荷控制的控制方法，亦即，它是一種電荷控制方法，但增加了頻率斜坡補(bǔ)償。與傳統(tǒng)頻率控制相比，它將功率級(jí)傳遞函數(shù)從二階系統(tǒng)變?yōu)橐浑A系統(tǒng)，因此很容易進(jìn)行補(bǔ)償?？刂屏Χ扰c輸入電流直接相關(guān)，因此可實(shí)現(xiàn)一流的輸入電壓和負(fù)載瞬變。與電荷控制方法相比，混合遲滯控制增加了頻率斜坡補(bǔ)償，避免了不穩(wěn)定狀況。頻率補(bǔ)償確保系統(tǒng)始終保持穩(wěn)定，也降低了輸出阻抗。更低的輸出阻抗使得瞬態(tài)性能比電荷控制更加出色。

總而言之，HHC 解決了以下問(wèn)題：

• 幫助 LLC 轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)一流的負(fù)載瞬變和輸入電壓瞬變
• 將小信號(hào)傳遞函數(shù)變?yōu)橐浑A系統(tǒng)，非常容易進(jìn)行補(bǔ)償，而且可以實(shí)現(xiàn)極高帶寬
• 通過(guò)頻率補(bǔ)償帶來(lái)固有的穩(wěn)定性
• 讓間歇模式控制高效優(yōu)化變得更為簡(jiǎn)單

Figure 28 展示了 HHC 在 UCC25630 中的實(shí)現(xiàn)方式：一個(gè)電容分壓器（C1 和 C2）和兩個(gè)匹配良好的控制電流源。

Figure 28. UCC256301 HHC 實(shí)現(xiàn)方式

由 C1 和 C2 組成的電容分壓器對(duì)諧振電容器電壓分壓。電流源由柵極驅(qū)動(dòng)器信號(hào)控制。當(dāng)高側(cè)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，啟用上橋電流源，將恒定電流注入到電容分壓器；當(dāng)?shù)蛡?cè)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，啟用下橋電流源，將相同大小的恒定電流從電容分壓器中分離出來(lái)。兩個(gè)電流源向 V_CR 節(jié)點(diǎn)增加了一個(gè)三角斜坡補(bǔ)償。電流源由參考電壓 V_ref 提供。此電壓需等于或大于共模電壓 V_CM 的兩倍。隨后，分壓后的諧振電容器電壓和斜坡補(bǔ)償電壓加在一起，得到 VCR 節(jié)點(diǎn)電壓。如果頻率斜坡補(bǔ)償占主導(dǎo)，VCR 節(jié)點(diǎn)電壓看起來(lái)像一個(gè)三角波形，且控制方法類似于直接頻率控制。如果諧振電容器電壓占主導(dǎo)，VCR 節(jié)點(diǎn)電壓的形狀看起來(lái)像實(shí)際諧振電容器電壓，且控制方法類似于電荷控制。因此，該控制方法稱為“混合”控制，該斜坡補(bǔ)償稱為頻率補(bǔ)償。

該設(shè)置具有固有的負(fù)反饋，使得高側(cè)打開(kāi)和低側(cè)打開(kāi)時(shí)間保持均衡，也可使 V_CR 節(jié)點(diǎn)處的共模電壓保持在 V_CM。

該新型控制方案需要兩個(gè)輸入信號(hào)：V_CR 和 V_COMP。V_CR 是分壓降低后的諧振電容器電壓和頻率斜坡補(bǔ)償相加后的和。V_COMP 是電壓環(huán)路補(bǔ)償器輸出。下方的波形展示了基于 VCR 和 V_COMP 來(lái)控制高側(cè)和低側(cè)開(kāi)關(guān)的方式。VCR 的共模電壓是 VCM。

Figure 29. HHC 柵極打開(kāi)/關(guān)閉控制原則

基于 V_COMP 和 VCM (3V) 創(chuàng)建兩個(gè)閾值：Vthh 和 Vthl。

Equation 1.

Equation 2.

VCR 電壓與這兩個(gè)閾值進(jìn)行比較。如果 VCR > Vthh，則關(guān)閉高側(cè)開(kāi)關(guān)；如果 VCR < Vthl，則關(guān)閉低側(cè)開(kāi)關(guān)。HO 和 LO 打開(kāi)沿由自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間電路控制。