摘  要：DC－DC的电流模式控制已成为POWERSUPPLY中最常用的控制模式之一，而斜波补偿电路则是保证这种控制模式稳定工作的关键所在，本文从理论上对斜波补偿的作用进行分析，Matlab仿真结果验证了理论的正确性。

电流模式控制的PWMDC－DC控制器在传统电压模式控制的基础上增加了一个电流反馈环路，这样使系统的动态性能显著加强，电流模式控制已经成为PWMDC－DC控制器的主流控制模式。
　　电流反馈环路的加入，导致了系统在一些情况下可能会出现不稳定的工作状况，采用斜波补偿（SLOPECOMPENSATION）电路可以提高系统的稳定性。本文从电流模式PWM DC－DC的工作原理入手，从理论上分析了斜波补偿的作用，并用Matlab进行了补偿作用与效果的验证。

1　系统稳定性分析^［1，2］　　
   典型的电流模式PWMDC－DC转换器如图1（升压转换器），首先考虑无补偿斜波的情况。

　　图1中I_ref是由误差放大器A₁确定的一个参考电流，如果在开关S闭合电感L充电期间，电感上的电流达到或超过I_ref时，电流比较器A₂输出高电平，RS触发器状态翻转，S打开，电感通过二极管开始对负载放电。这样，通过I_ref和电感电流的相互比较就实现了对脉冲宽度的调制，这里I_ref实际上确定了电感的峰值电流。
　　从t＝nT到t＝（n＋1）T的一个周期内（T为周期），电感电流线性上升到I_ref，然后开始下降，设t＝nT时的电感电流为i_n，t＝（n＋1）T时的电感电流为i_n＋1，输出电压为v，D是占空比。
    由以上假设可以得到如下关系式：

　　若稳态情况下电流i_n存在微小扰动，由升压转换器中v／V_in＝1／（1－D）的关系，并忽略（3）式中后面两项i_n的高阶小量，得到：

可见，要想使系统稳定的工作，电流的扰动应当收敛，不能够出现发散的情况。因此必须使－1＜λ＜1，即D＜0．5。
　　来自输出电压的误差信号并不直接控制占空比，而是转换成电流I_ref后再进行控制，下面讨论系统稳定工作情况下对I_ref的要求。
　　Δi＝DTV_in／L，为一个周期内电感电流从最小到最大的变化量，因此I_ref－Δi／2就是一个周期电感 的平均电流，一个周期内电源消耗的能量E_p为：


2　斜波补偿的作用　　
　　为确保D＞0．5或者I_ref超出容限后系统能够稳定工作，需采用图2所示的补偿斜波。

　　图中m₁是电感电流上升斜率，m₂是电感电流下降斜率，m_c是补偿斜波斜率。由于m_c的补偿作用，I_ref比无斜波补偿状态下的值有所增加，即：

斜波的存在使得电感电流最大值和I_ref之间有了一个差值m_cDT，从而减小了电感电流的峰值，减小了由于扰动而引起的不稳定的可能。与无斜波补偿的情况相类似，由：

式中  M_c=m_cL/V_in     (11)
由-1<λ<1的稳定性要求，可得：

显然上式的右边是随着M_c的增大而单调递增的，由此可见采用斜波补偿增加了I_ref的上限值，也就是说增加了系统的稳定裕度。
3　Matlab验证　　
　　根据电流模式PWM DC－DC的小信号模型^［3，4］，对电流环路增益传递函数进行模拟，模拟结果验证了以上稳定性关系的正确性。

    结果如下：

　　图3中占空比D从0．1增加到0．9，从图3可以看出当D＞0．5时，电流环路将无法稳定工作。
　　2、对补偿斜波的作用进行验证，

    结果如下：
　　图4中补偿斜波的斜率m_c从0增加到8 m₁，从图4可以看出加入补偿斜波以后，能够提高电流环路的稳定性，从而在D＝0．6的情况下也能够使系统稳定工作。

4　结　论　　
　　电流模式PWMDC－DC加入了一个电流控制环路，提高了系统的动态性能，但同时也带了稳定性问题。通过斜波补偿能够很好的解决占空比D＞0．5时系统的不稳定问题，斜波补偿斜率的选择必须综合考虑稳定性和系统的其他要求，充分优化，使系统的性能达到最佳。

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