題記：此文為修改后重發(fā)，原文出現(xiàn)一些錯誤，謝謝工程師朋友的發(fā)現(xiàn)，對此造成誤解深表歉意。
峰值電流模式控制方式在占空比大于50%的時候，系統(tǒng)容易進入不穩(wěn)定的工作狀態(tài)：次諧波震蕩，就是功率器件的開關波形發(fā)生寬脈沖和窄脈沖交替出現(xiàn)的狀態(tài)，特別是在電感較小情況下，這種現(xiàn)象更容易發(fā)生。次諧波震蕩導致輸出電壓紋波突然增加，系統(tǒng)的動態(tài)響應變差。
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1、次諧波震蕩產生原因
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BUCK變換器采用峰值電流模式控制方式，占空比小于50%，輸出電感的電流波形如圖1所示。當系統(tǒng)工作條件改變，產生電流波形擾動為ΔI1，開關周期結束時，電流波形的擾動為ΔI2，如圖1中虛線所示。
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圖1??占空比小于50%?的電感電流波形
由幾何關系可以得到：
占空比小于50%，a?b，因此，ΔI1?>ΔI2，開關周期結束時，電流變化的擾動減小，幾個開關周期后，電流變化的擾動會逐漸減小到0，系統(tǒng)逐漸趨于穩(wěn)定。
如果占空比大于50%，a?>b，因此，ΔI1<ΔI2，開關周期結束時，電流變化的擾動反而增大，在后面工作的開關周期，電流變化的擾動會越來越大，如圖2所示，系統(tǒng)無法穩(wěn)定。
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圖2??占空比大于50%?的電感電流波形
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2、次諧波震蕩消除方法
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調節(jié)環(huán)路補償?shù)膮?shù)不能有效解決次諧波震蕩的問題，因為次諧波震蕩和系統(tǒng)的零點和極點的位置無關。增大電感值，減小電感電流變化的斜率，可以緩解諧波震蕩，但會產生其他問題，有效的方法就是使用斜坡補償，目前很多峰值電流模式控制的IC，內部都會采用斜坡補償，消除次諧波震蕩。
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IC內部斜坡補償信號，通常由時鐘信號產生，然后反向加在輸出電壓反饋的誤差放大器的輸出端COM，也可以將斜坡補償直接正向加在電流檢測信號上面，一些ACDC的IC采用后一種方式。二種方式的基本原理一樣，都是在峰值電流模式控制中引入一定的電壓控制模式來穩(wěn)定系統(tǒng)。增加電感值在一定程度上可以改善次諧波震蕩，原理和增加斜坡補償方式相同。
加入斜坡補償后，系統(tǒng)工作的電感電流的波形如圖3所示，ΔI1>ΔI2，電流擾動變化減小，系統(tǒng)就會逐漸趨于穩(wěn)定。
?圖3??加入斜坡補償?shù)碾姼须娏鞑ㄐ?/span>
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將圖3中紅色矩形區(qū)域放大，相應參數(shù)對應的幾何關系，如圖4所示。其中，
S1：電感電流上升的斜率；
S2：電感電流下降的斜率；
SN：斜坡補償。
ΔI1??=?S1?+?SN，ΔI2?=?S2?-?SN。
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圖4??斜坡補償對應的幾何關系
系統(tǒng)滿足ΔI1>ΔI2時，才能逐漸趨于穩(wěn)定，所以：
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上面公式恒成立時，滿足條件為：
因此，這個條件也是系統(tǒng)避免次諧波震蕩產生所加的斜坡補償值。
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IC內部所加的斜坡補償值固定不變，電感電流的斜率會隨著輸入電壓、輸出電壓和電感值的變化而改變；同時，斜坡補償會影響最大的限流值，也就會影響系統(tǒng)最大的輸出功率，因此，IC內部所加的斜坡補償值，要根據(jù)應用條件，設計中間優(yōu)化值。有時候，一些IC內部設計專門的電流控制功能，保證限流點不會隨輸入電壓和所加的斜坡補償而改變。
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輕載的時候，電流檢測信號非常小，容易受到干擾，也會產生次諧波震蕩。同樣，加入斜坡補償后，相當于加入電壓控制模式，可以有效消除輕載時產生的次諧波震蕩，如圖5、圖6所示。
圖5??輕載次諧波震蕩??
圖6??輕載加入斜坡補償波形
