作为一种在电源转化、变电通讯、电动汽车等范畴使用广泛的电子元件，DC-DC变换器的身影随处可见，其多样性的架构形式能够满意不同的使用需求。为了便利各位新人工程师的学习学习，今日咱们将会就一张大功率输出的全桥型DC-DC变换器的均匀电流操控形式，打开扼要剖析和介绍。
在本文的介绍中，咱们以一种电流形式操控带有倍流整流电路的大电流输出全桥DC-DC变换器为比如进行简析，该种变换器的电路拓扑如下图图1所示。
图1 电流形式操控倍流整流全桥DC-DC变换器
从图1中所展现的电路拓扑结构中咱们能够看到，在这种DC-DC变换器的体系中，电流操控形式的选用确保了两个输出滤波电感上的电流平衡。内部电流环调理滤波电感的电流，外部电压环调理输出电压，在作业在电流调理形式的使用中，内部电流环是仅有起作用的操控环路。图1所示倍流整流电路能够看作两个buck变换器的并联。在剖析中与两个并联的buck变换器不同的一点是两个输出电感共用一个输出滤波电容，这一点在规划剖析操控环路时有必要加以考虑。
在平常的新产品研制规划过程中，均匀电流形式操控技能多被使用在这种全桥结构的DC-DC变换器中，它能够准确的操控均匀输出电流。且比较峰值电流形式操控，均匀电流形式具有更强的抗噪声搅扰才能，因而很适宜使用于需求约束输出电流的变换器。在均匀电流形式操控中，电流采样可所以在阻隔变压器的原边或许副边，在原边采样时需求考虑输出电流的斜坡差错。而在副边采样时，能够准确的丈量均匀输出电流，可是不能确保阻隔变压器的磁通平衡，需求加一个隔直电容来确保磁通平衡。图1所示便是一个副边取样的均匀电流形式操控变换器原理图，在这个电路中，选用了一个隔直电容(Cb)来避免磁通失衡。下面将用一个如图2所示的简化的PWM开关小信号模型，来剖析电流形式操控开关变换器。
图2 PWM开关模型
在图2所展现的PWM开关模型中咱们能够看到，在这种开关体系中d为D的扰动量，各大写电压、电流符号表明稳态重量，小写电压、电流符号表明瞬态重量。当d=0时，有下列公式：
在这里需求阐明的一点是，因为这种全桥型的大功率输出DC-DC变换器自身的输出电流等于两个输出滤波电感的电流，因而体系能够简化为两个并联的Buck变换器。别的，因为两个输出滤波电感的电流并不是独立调理的，因而，体系的小信号模型能够简化为一个均匀电流形式操控的BUCK变换器，其输出滤波电感即为本来两个电感的并联。
因而能够得出一个定论，那便是在这种大功率输出的变换器体系中，尽管每个电感的电流不是别离调理的，他们之间的均匀电流的任何不同都会被输入隔直电容所平衡，这个电容确保了阻隔变压器的零网络直流磁通，这样使得两个电感电流持平。需求留意的是，组成体系的开关频率是异相的两个滤波电感电流开关频率的两倍输出倍频。使用PWM开关模型，假定变压器是抱负的，则变换器的等效小信号模型如下图图3所示：
图3 变换器的小信号模型
在图3所展现的这种模仿大功率输出全桥DC-DC变换器小信号模型体系中，Rs是采样电阻，He(s)是取样增益，Fm是调理增益，Gc(s)是补偿网络传递函数。则在该体系中，采样增益和调理增益界说为：
其间：
在图3所展现的小信号模型中，当其处于均匀电流形式操控中时，一般会选用超前滞后补偿网络，其传递函数能够表达为：
为了确保这种体系操控的安稳性，其零点需求装备在电流环的功率级滤波频率之前，这样补偿网络的相移会在开关频率一半处被零点抵消。极点一般装备在高于开关频率的一半处，以确保增益和消除高频噪声搅扰。别的这样的极点装备，最大极限的减小了电流环的互扰。由图2和图3所供给的开关模型和小信号模型结构图，依据变压器初、次级两边回路电压方程，可得出公式：
经过以上的剖析能够给出电流环的开环传递函数如下：
下图中，图4所展现的DC-DC变换器的均匀电流形式操控的闭环传递函数。由图4可知，在均匀电流形式操控中经过规划适宜的补偿网络，电流环就就能够到达安稳，不需求斜坡补偿。如图4所示电流环的增益裕度为13.5dB，相位裕度为67.7o。电流环的带宽是10KHz。
图4 均匀电流形式操控的闭环传递函数
图5 均匀电流形式操控的体系闭环传递函数
相应的，其体系闭环传递函数如图5所示，其输出电流阶跃呼应曲线如下图图6所示。
图6 均匀电流形式操控的输出电流阶跃呼应
由上图图6所展现的均匀电流形式操控的输出电流阶跃呼应曲线可知，在输出电流上冲很小(5%)，体系在0.3ms到达稳态，到达了较好的操控作用。为了查验剖析的成果，在PSPICE中进行了仿真，在这个仿真中，体系看作两个具有单输出电流环的Buck变换器的并联。组成的电流环传递函数如图7所示，DC-DC变换器的阶跃呼应曲线如图8所示。从图中能够清楚地看到仿真的成果很好的契合了以上剖析的定论。
图7 均匀电流形式的闭环传递函数
图8 均匀电流形式操控的输出电流阶跃呼应
经过对模型的树立和仿真剖析，咱们剖析了一种大功率输出的全桥DC-DC变换器的均匀电流操控形式运转状况。比较全桥和电感中心抽头整流电路，倍流整流电路的使用降低了变压器副边的电流，更适宜于大电流的使用。另一方面，体系能够模仿为两个Buck变换器的并联;在均匀电流形式操控中，两个电感能够简化为一个作业于两倍开关频率的一个电感，参加超前滞后网络能够确保电流环的安稳。
