第一篇：電流互感器鐵心剩磁總結(jié)

電流互感器鐵心剩磁總結(jié) 電流互感器剩磁的定義

飽和磁通?sat：電流互感器二次匝鏈磁通的最高值，對應(yīng)于鐵心材料的磁飽和（完全飽和 狀態(tài)）。

剩磁通?r：鐵心在切斷勵磁電流3min之后剩余的二次匝鏈磁通值，此勵磁電流應(yīng)大到足 以產(chǎn)生飽和磁通?sat。

剩磁系數(shù)KR：剩磁通與飽和磁通之比值，用百分?jǐn)?shù)表示。

動態(tài)剩磁?dr：互感器的一次繞組斷電以后，鐵心中的磁通將從斷電這一時刻開始逐漸衰減，這個衰減過程中的磁通稱為動態(tài)剩磁。

動態(tài)剩磁衰減規(guī)律為

?dr??xe?tT2

式中：?x——斷電瞬間鐵心中的磁通，Wb2.鐵磁材料磁滯回線及剩磁

2.1磁滯回線及剩磁的形成過程

磁滯回線。（解釋說明：鐵磁材料的剩磁與電流互感器的剩磁通定義不一樣。）

對于同一鐵磁材料，選擇不同的磁場強度反復(fù)磁化時，可得出不同的磁滯回線，將各條磁滯回線的頂點連接起來，所得的曲線稱為基本磁化曲線，或平均磁化曲線。

從圖2系列磁化曲線可以看出，對同一鐵磁材料，取低的磁化強度（對應(yīng)低磁密）反復(fù)磁化時，鐵磁材料的剩磁也越?。梢哉J(rèn)為做伏安特性鐵心的剩磁大致對應(yīng)于磁滯回線上的剩磁）。

軟磁性材料的磁滯回線狹窄，近似與基本磁化曲線相重合，所以進(jìn)行磁路計算時常用基本磁化曲線代替磁滯回線使計算得以簡化。

對于互感器做伏安特性時，由于硅鋼片鐵心磁通遠(yuǎn)未飽和，鐵心會產(chǎn)生剩磁也很小，而且實踐證明硅鋼片的剩磁不會明顯影響保護(hù)級的伏安特性及額定電流下的誤差，微晶鐵心的剩磁也不影響測量級的誤差。另根據(jù)硅鋼片的矯頑力一般約為100/4π A/m,查硅鋼片磁化曲線可得對應(yīng)磁密為1590Gs, 也即矯頑力對應(yīng)的剩磁為1590Gs（比較低），由于硅鋼片鐵心工作磁密遠(yuǎn)未飽和，所以做伏安特性的鐵心剩磁也很小。

計量用CT多采用超微晶材料制造，由于矯頑力很小，只需要很小的工作電流（例如額定工作電流）就可以去除剩磁，可以不考慮剩磁的影響。

圖1 基本磁化曲線

2.2 鐵磁材料的磁滯回線

1）軟磁性材料的磁滯回線狹長（見圖2a),剩磁和矯頑力都較小，磁滯損耗小，磁導(dǎo)率高，適用于制作各種電機、電器的鐵心。軟磁材料包括純鐵、鑄鋼、電工鋼及坡莫合金等。

2）硬磁（永磁）性材料，這種材料的磁滯回線面積大（（見圖2b),磁化后不易退磁，適宜作永、磁體。硬磁性材料包括鉻、鎢、鈷、鎳等合金。

圖2 磁滯回線

注：摘自《電路及磁路》

2.3 影響剩磁的因素

電流互感器剩磁的大小除受電流互感器鐵心材料及結(jié)構(gòu)影響外，還與以下四個因素有關(guān)。1）短路電流開斷時間

系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，保護(hù)裝置和斷路器相繼動作，從而斷開電流互感器的一次短路電流。剩磁取決于短路電流開斷瞬間鐵心中的磁通。如果短路電流在不同時間開斷，磁通會沿不同的勵磁曲線達(dá)到不同的剩磁點，剩磁大小不同。2）一次短路電流及其非周期分量

一次短路電流由周期分量和非周期分量兩部分構(gòu)成。非周期性分量對電流互感器i0??特性的影響最為嚴(yán)重，它的大小取決于Im和α，即Imcos?的值越大，φ隨i0的變化越快，剩磁越大。

3）一次回路時間常數(shù)

一次回路時間常數(shù)τ決定了非周期分量衰減的快慢。τ越大，非周期分量衰減越慢，鐵心磁通累積時間越長，容易引起飽和，從而導(dǎo)致較大的剩磁。4）二次負(fù)載的功率因數(shù)及阻抗值

斷路器一般在短路電流過零點時斷開，鐵心中的剩磁與二次負(fù)載的功率因數(shù)及阻抗值有關(guān)。對于純電感負(fù)載（功率因數(shù)cos??0），短路電流開斷后基本不存在剩磁；對于純電阻負(fù)載（cos??1），鐵心中會存在較大剩磁(對于二次短接可以理解為純二次繞組電阻負(fù)載）。一般地，實際運行的電流互感器的二次負(fù)載功率因數(shù)很高，如靜態(tài)和數(shù)字繼電器為電阻性負(fù)載，短路電

［5］流斷開后，剩磁可能接近峰值。

以上四因素主要影響一次電流開斷瞬間電流互感器鐵心中的磁通。CT剩磁統(tǒng)計

系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，往往會導(dǎo)致電流互感器存在較大的剩磁，電流互感器剩磁大小取決于一次電流開斷瞬間鐵心中的磁通。在短路故障時，磁通由穩(wěn)態(tài)周期性短路電流、暫態(tài)非周期分量及二次回路阻抗決定，當(dāng)一次電流在互感器處于飽和時斷路器跳閘產(chǎn)生的剩磁可能最大。

運行中的電流互感器普遍存在剩磁，剩磁對電流互感器的危害較大，且剩磁一旦產(chǎn)生，不會自動消失，在正常運行條件下將長期存在。剩磁的存在使電流互感器在勵磁曲線上的起始工作點發(fā)生了變化，加重了鐵心的飽和程度及飽和時間，是產(chǎn)生不平衡電流和導(dǎo)致差動保護(hù)誤動的重要原因，對系統(tǒng)保護(hù)裝置動作的可靠性有很大影響。

表1是IEEE Std C37.110-1996《Guide for the application of current transforer used for protective relaying purpose》列舉的對230kV 系統(tǒng)141組電流互感器的調(diào)查結(jié)果，表明運行中的電流互感器剩磁分布不均，不易確定典型值（離散性比較大），剩磁系數(shù)最高可達(dá)80%。

注1：剩磁系數(shù)大剩磁也大。

4.降低剩磁的方法

1）對于測量用互感器，采用磁導(dǎo)率高、剩磁系數(shù)小的優(yōu)質(zhì)鐵心材料，如： 非晶合金、坡莫合金等，非晶合金鐵心剩磁系數(shù)一般小于50%，坡莫合金鐵心剩磁系數(shù)更低。2）采用PR、TPY、TPZ級互感器，其鐵心開小氣隙，剩磁系數(shù)小于10% 3）對于不適于采用PR、TPY、TPZ級互感器的場合，在選用互感器時應(yīng)考慮剩磁帶來的影響，適當(dāng)提高準(zhǔn)確限值系數(shù)或額定電流比，在每次系統(tǒng)大擾動后選擇時機對互感器進(jìn)行退磁。

5.退磁方法

a)閉路退磁法退磁：

在二次繞組上接一個相當(dāng)于額定負(fù)荷10-20倍的電阻（考慮足夠的容量）,然后通過檢定裝置一次回路對一次繞組通以工頻電流，由0增至1.2倍的額定電流，然后均勻緩慢地降至0。b)開路退磁法退磁

對于具有兩個或兩個以上的二次繞組的電流互感器進(jìn)行退磁時，其中一個二次繞組接退磁電阻，其余的二次繞組應(yīng)短路。參考文獻(xiàn)

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GB 20840.2-2014 互感器第2部分：電流互感器的補充技術(shù)要求 ［2］

GB／T 22071.1-2008互感器試驗導(dǎo)則第1部分： 電流互感器 ［3］

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算。變壓器，2013-5,50（5）：5-8.

第二篇：使用電流互感器七大注意事項

使用電流互感器七大注意事項

電流互感器的使用主要注意下面七個方面：

1)電流互感器的接線應(yīng)遵守串聯(lián)原則即一次繞阻應(yīng)與被測電路串聯(lián)而二次繞阻則與所有儀表負(fù)載串聯(lián)。

2)按被測電流大小選擇合適的變化否則誤差將增大。同時二次側(cè)一端必須接地以防絕緣一旦損壞時一次側(cè)高壓竄入二次低壓側(cè)造成人身和設(shè)備事故

3)二次側(cè)絕對不允許開路因一旦開路一次側(cè)電流I1全部成為磁化電流引起φm和E2驟增造成鐵心過度飽和磁化發(fā)熱嚴(yán)重乃至燒毀線圈;同時磁路過度飽和磁化后使誤差增大。電流互感器在正常工作時二次側(cè)近似于短路若突然使其開路則勵磁電動勢由數(shù)值很小的值驟變?yōu)楹艽蟮闹氮よF芯中的磁通呈現(xiàn)嚴(yán)重飽和的平頂波因此二次側(cè)繞組將在磁通過零時感應(yīng)出很高的尖頂波其值可達(dá)到數(shù)千甚至上萬伏危機工作人員的安全及儀表的絕緣性能。

另外二次側(cè)開路使E2達(dá)幾百伏一旦觸及造成觸電事故。因此電流互感器二次側(cè)都備有短路開關(guān)防止一次側(cè)開路。如圖l中K0在使用過程中二次側(cè)一旦開路應(yīng)馬上撤掉電路負(fù)載然后再停車處理。一切處理好后方可再用。

4)為了滿足測量儀表、繼電保護(hù)、斷路器失靈判斷和故障錄波等裝置的需要在發(fā)電機、變壓器、出線、母線分段斷路器、母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)具有28個二次繞阻的電流互感器。對于大電流接地系統(tǒng)一般按三相配置;對于小電流接地系統(tǒng)依具體要求按二相或三相配置

5)對于保護(hù)用電流互感器的裝設(shè)地點應(yīng)按盡量消除主保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū)來設(shè)置。例如若有兩組電流互感器且位置允許時應(yīng)設(shè)在斷路器兩側(cè)使斷路器處于交叉保護(hù)范圍之中

6)為了防止支柱式電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故障電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè)。

7)為了減輕發(fā)電機內(nèi)部故障時的損傷用于自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的電流互感器應(yīng)布置在發(fā)電機定子繞組的出線側(cè)。為了便于分析和在發(fā)電機并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障用于測量儀表的電流互感器宜裝在發(fā)電機中性點側(cè).消息來源于中國電氣之家(25dq)。

第三篇：全光纖電流互感器小結(jié)

全光纖電流互感器學(xué)習(xí)小結(jié)

一、全光纖電流互感器的基本結(jié)構(gòu):

1、全光纖電流互感器結(jié)構(gòu)根據(jù)功能可以分為：光纖傳感器，光學(xué)傳輸單元，合并單元三部分組成。光纖傳感器部分由1／4波片，感應(yīng)光纖和反射鏡組成，通過熔接形成一個無源傳感器件，這部分在高壓一次設(shè)備側(cè)。在復(fù)合絕緣子中布置了保偏光纖，在互感器的底座裝有偏振器和調(diào)制器兩個光學(xué)元件，調(diào)制信號由合并單元提供，無需外部供電。光纖傳感器和合并單元之間采用標(biāo)準(zhǔn)的單模通信光纖。

圖

1、全光纖電流互感器結(jié)構(gòu)示意圖

2、以ALSTON全光纖CT為例對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，其電流互感器就地端子箱如下圖，其中主要包括偏振器，調(diào)制器，溫度傳感器，其端子箱主要作用有接收合并單元提供的調(diào)制信號，光纖溫度測量給合并單元用于計算溫度補償，以及實現(xiàn)單模通信光纖與保偏光纖的熔接。

圖

2、互感器本體及端子箱

3、NXCT合并單元前面板上有三個指示燈和一個數(shù)字通訊RS232接口: 指示燈工作狀態(tài)如下： Power:電源正常時綠色常亮；

Maintenance Required:正常運行時熄滅，輕微故障時橙色常亮；

Data Invalid：正常運行時熄滅，傳輸數(shù)據(jù)無效時紅色常亮（相當(dāng)于嚴(yán)重故障）。

圖

3、NXCT光電單元前面板

4、NXCT合并單元背板結(jié)構(gòu)如圖4所示 其中各個接口的作用如下：

（1）:連接一次側(cè)，給測量回路提供光源，同時接收電流信息的接口；（2）：將合并單元測量的電流量經(jīng)TDM總線給需要的控制保護(hù)設(shè)備；共6路TDM，每路包含該合并單元測量的全部電流；

（3）：兩個合并單元之間的連接光纖，可以同步測量的電流量，使輸出的TDM總線中含兩個機柜測量的電流。

（4）：給合并單元提供兩路供電電源接線端子；（5）：合并單元連接至調(diào)制器的端子排；

（6）：IDL溫度測量，用于溫度補償?shù)?，只有IDL采用的是光纖傳輸，其它電流量用的是電纜傳輸；

（7）：合并單元電流模擬量輸出端子或裝置報警輸出。

圖

4、NXCT光電單元背板

5、NXCT合并單元特性如下圖所示:

圖

5、NXCT合并單元特性

同里站的數(shù)字輸出端口含有6路獨立的數(shù)字接口。

二、全光纖電流互感器的原理：

1、理論基礎(chǔ)：

法拉第磁光效應(yīng)（Faraday Magneto-optioal offect）：

當(dāng)線偏振光在介質(zhì)中傳播時，若在平行于光的傳播方向上加一磁場，則光振方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度與磁感應(yīng)強度和光穿越介質(zhì)的長度的乘積成正比，偏轉(zhuǎn)方向取決于介質(zhì)性質(zhì)和磁場。這種現(xiàn)象稱為法拉第效應(yīng)或磁致旋光效應(yīng)。

薩格納克干涉原理測量（Sagnac interferometer）：

兩束相干光間光程差的任何變化會非常靈敏地導(dǎo)致干涉條紋的移動。通過干涉條紋的移動變化可測量光程微小的改變量，從而測得與此有關(guān)的其他物理量（如電流）。

安培環(huán)路定理(Ampere circuital theorem)：

沿任何一個區(qū)域邊界對磁場矢量進(jìn)行積分，其數(shù)值等于通過這個區(qū)域邊界內(nèi)的電流的總和，這個定理與區(qū)域的形狀，距離和材料無關(guān)。按照安培定理，相鄰導(dǎo)體產(chǎn)生的漏磁場（干擾磁場）的任何閉環(huán)矢量積分為零。也即。臨近導(dǎo)體的干擾對全光纖互感器無任何影響。

2、工作原理：

如全光纖互感器結(jié)構(gòu)示意圖1所示，光源發(fā)出的光經(jīng)偏振器起偏成兩束相互垂直的線偏光，這兩束正交模式的光經(jīng)過1／4波片后分別變成左旋和右旋模式的圓偏光進(jìn)入傳感光纖，受到導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的磁場作用，左右旋圓偏光以不同的速度傳播，從而引起光波相位的變化，光在傳感器端的鏡面反應(yīng)后，這兩束圓偏光的偏振模式互換，通過傳感光纖再次受到磁場作用，從而使受到作用的效果加倍。這兩束圓偏光經(jīng)過波片后恢復(fù)為線偏振光，并在偏振器處發(fā)生干涉，通過測量干涉光強檢測出相位差，而相位差與導(dǎo)體中的磁場強度成正比，而磁場強度與電流強度成正比，從而可以得到被測電流的大小。

傳感器輸出光強: Pd=loss×0.5×Po×【1+cos（φf+φ）】

式中l(wèi)oss是光路損耗；Po是光源輸出光強；φ是調(diào)制相位；φf是Farady相位； Farady相位： φf=4NVI 式中N為傳感光纖的匝數(shù)；V是費爾德常數(shù)；I是導(dǎo)體中的電流。

三、同里站（直流部分）全光纖電流互感器的使用：

同里換流站閥廳直流極線、400kV母線、中性線及直流線路出口極線、直流濾波器高壓側(cè)、直流濾波器不平衡電流測量等光CT采用的是ALSTON型號為NXCT純光纖電流互感器。

圖

6、同里站極I全光纖電流互感器接線圖

其中閥廳內(nèi)為懸吊式或自立式、直流場線路出口處為自立式。同里站直流場極線用光CT，閥廳用光CT，直流濾波器高壓側(cè)光CT均為每點位配置三套，對應(yīng)3個合并單元，每個合并單元提供6路獨立的TDM協(xié)議光接口輸出，每路TDM信號包含該合并單元接入的所有測點數(shù)據(jù)，對于極線出口處的800kV光CT（IDL),還有一套用于諧波測量，對應(yīng)1個獨立的合并單元，提供6路獨立的TDM協(xié)議光接口輸出（只包含IDL）。

直流濾波器高壓電容器不平衡光CT每點位配置3套，對應(yīng)另外3個合并單元，每個合并單元提供6路獨立的TDM協(xié)議光接口輸出（包含直流濾波器三個測點不平衡電流）。

四、NXCT自檢功能：

NXCT全光纖電流互感器含有全自檢功能，能夠提供設(shè)備的在線監(jiān)測功能，通過數(shù)字通訊RS232接口將電流互感器的運行情況:如光源強度，光纖通訊狀況，光電單元功耗，系統(tǒng)溫度等參數(shù)發(fā)送到后臺，并提供報警和查詢功能。

圖

7、全光纖電流互感器的診斷界面

五、全光纖電流互感器的優(yōu)點：

由于全光纖電流互感器具有絕緣無油，無SF6或其他氣體，腔內(nèi)無任何機械裝置；無二次開路的危險；無鐵心剩磁的問題。下表為各類電流互感器的比較：

圖

8、各類電流互感器的比較

第四篇：帶電流互感器三相四線制電度表測量三相電路實訓(xùn)報告(精)

三相四線制電度表安裝接線電路實訓(xùn)報告

一、摘要部分：

1、三相四線制電度表安裝接線電路實施過程： 1）配齊電器元件并檢測元件質(zhì)量。

2）在電工電拖技能操作木板上安裝接線

3）可靠連接電度表和電流互感器保護(hù)接地線。4）元器件布置合理接線牢固可靠，美觀。5）自檢后指導(dǎo)教師檢查。

2、實訓(xùn)三相四線制電度表安裝接線電路的結(jié)果：當(dāng)所測量線路的電流過大超過了電度表額定的測量電流，則通過電流互感器降低測量電流二次側(cè)供電度表測量，讀數(shù)時用電度表表盤讀書乘以電流互感器電流比即可。

一、工作原理分析部分：

三相四線制電度表與電流互感器相互使用目前在工地中較為常見，主要是通過導(dǎo)線穿過電流互感器的圓圈，利用電磁場的關(guān)系轉(zhuǎn)換導(dǎo)線通過電流互感器二次側(cè)輸出的電流，以供電度表測量（電度表的測量量程不滿足要求的情況之下采用）。電流互感器工作時二次側(cè)嚴(yán)禁開路二次側(cè)不使用時應(yīng)短接，讀數(shù)時應(yīng)用電度表的度盤數(shù)乘以電流互感器的電流比。

二、安裝接線方案、要點: 常用工具有：螺釘旋具、尖嘴鉗、剝線鉗。我一般遵守以下幾點原則：先主后次、從上到下、水平垂直、先左后右，主要要點：條理

清晰、線頭不外露、接頭穩(wěn)固、線路美觀、線路走最短、減小相互跨接。

實訓(xùn)小結(jié)：三相四線制電度表通過電流互感器連接目前在工地中較為常用，在接線時要注意區(qū)分電流互感器的工作線與保護(hù)線。工作線是接至電度表電流線圈，保護(hù)線接至PE端。

三、帶電流互感器的三相四線制電度表測量三相電能電路圖 圖10帶電流互感器的三相四線制電度表接線 ａ）接線外形圖ｂ）接線圖

配電系統(tǒng)圖

第五篇：峰值電流模式控制總結(jié)

nansir總結(jié)集之電流控制篇

峰值電流模式控制總結(jié)

PWM(Peak Current-mode Control PWM)峰值電流模式控制簡稱電流模式控制。它的概念在60年代后期來源于具有原邊電流保護(hù)功能的單端自激式反激開關(guān)電源。在70年代后期才從學(xué)術(shù)上作深入地建模研究。直至80年代初期，nansir總結(jié)集之電流控制篇

②雖然電源的L－C濾波電路為二階電路，但增加了電流內(nèi)環(huán)控制后，只有當(dāng)誤差電壓發(fā)生變化時，才會導(dǎo)致電感電流發(fā)生變化。即誤差電壓決定電感電流上升的程度，進(jìn)而決定功率開關(guān)的占空比。因此，可看作是一個電流源，電感電流與負(fù)載電流之間有了一定的約束關(guān)系，使電感電流不再是獨立變量，整個反饋電路變成了一階電路，由于反饋信號電路與電壓型相比，減少了一階，因此誤差放大器的控制環(huán)補償網(wǎng)絡(luò)得以簡化，穩(wěn)定度得以提高并且改善了頻響，具有更大的增益帶寬乘積。在小信號分析時，這種電路可以忽略電感的存在。因此，在整流器的輸出端，增益和相移是由并聯(lián)的輸出電容和負(fù)載電阻確定的。這樣，電路最多只有900相移和20分貝/十倍頻而非40分貝/十倍頻的增益衰減。

③輸入電壓的調(diào)整可與電壓模式控制的輸入電壓前饋技術(shù)相妣美； ④簡單自動的磁通平衡功能；

⑤瞬時峰值電流限流功能，即內(nèi)在固有的逐個脈沖限流功能； ⑥自動均流并聯(lián)功能。

2峰值電流型控制存在的問題

下面主要討論峰值電流型控制存在的問題及利用斜坡補償克服所存在問題的方法，并給出斜坡補償?shù)膶嵤┓桨浮?.1開環(huán)不穩(wěn)定性

在不考慮外環(huán)電壓環(huán)的情況下，當(dāng)恒頻電流型變換器的占空比大于50％時，就存在內(nèi)環(huán)電流環(huán)工作不穩(wěn)定的問題。然而有些變換器（如雙管正激變換器）它本身工作的脈沖占空比就不能大于50％，因此不存在問題。而有些變換器的脈沖占空比不大于50％時，它的輸入將會受到許多限制，如果在內(nèi)環(huán)加一個斜坡補償信號，則變換器可以在任何脈沖占空比情況下正常工作。下面介紹斜坡補償工作原理。

圖2表示了由誤差電壓Ve控制的電流型變換器的波形，通過一個攏動電流△I加至電感電流IL，當(dāng)占空比<0.5時，從圖2(a)所示可以看出這個攏動ΔI將隨時間的變化而減??；但當(dāng)占空比>0.5時，這個攏動將隨時間增加而增加，如圖2（b）所示。這可用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示：

ΔI1=－ΔI0(m2/m1)(1)

電流控制模式分析

nansir總結(jié)集之電流控制篇

進(jìn)一步可引入斜率為m的斜坡信號，如圖2（c）所示。這個斜坡電壓既可加至電流波形上，也可以從誤差電壓中減去。

圖2電流型變換器的開環(huán)不穩(wěn)定性

(a)D<0.5(b)D>0.5(c)D>0.5并加斜坡補償

圖3 局部放大圖 由 幾 何 關(guān) 系 可 知

?i0?ac?ce??ab?m?ab?m1 ?i1?bf?bd??ab?m2?ab?m

式 中 ： m為 補 償 信 號 上 升 斜 率 ；

電流控制模式分析

nansir總結(jié)集之電流控制篇

m1為 電 感 檢 測 電 流 上 升 率 ；

m2為 電 感 檢 測 電 流 下 降 率。

所 以，經(jīng) 過 一 個 開 關(guān) 周 期 后，輸 出 電 感 中 電 流 的 變 化 為 ΔI1=ΔI0（m-m2）/(m1-m)（2）

要 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定，偏 移 電 流 量 必 須 趨近于 零，即

lim??in?0

n??故 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 的 充 要 條 件 是

m?m2?1

m1?m因 為 在 穩(wěn) 定 條 件 下，D· m1=-(1－ D)m2，消 去 m1，整 理 后，峰 值 電 流 控 制 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 充 要 條 件 為

m2D?1????????????????3? m22D

由 式（3）可 知，當(dāng) 沒 有 斜 率 補 償 時，即 m=0，必 須 要 求 占 空 比 D < 0.5，這 就 是 理 論 上 不 加 補 償 時，占 空 比 D>0.5時 系 統(tǒng) 將 不 穩(wěn) 定 ；

在100％占空比下求解這個方程（3）有： m>(－1/2)/m2 ………………………………（4）

為了保證電流環(huán)路穩(wěn)定工作，應(yīng)使斜坡補償信號的斜率大于電流波形下降斜率m2的1/2。對圖1所示的Buck型變換器，m2等于(VO/L)RS。所以補償波形的幅度A應(yīng)按下式計算： A>T*RS(VO/L)………………………………（5）

從而保證變換器的占空比大于50％時變換器能穩(wěn)定工作。在 控 制 工 程 實 際 中，補 償 斜 率 m一 般 取 為 m=(0.7～ 0.8)m2，這 樣 既 保 證 了 系 統(tǒng) 符 合 穩(wěn) 定 條 件，又 保 證 了 系 統(tǒng) 動 態(tài) 指 標(biāo)。2.2次諧波振蕩

對電流型控制而言,內(nèi)環(huán)電流環(huán)峰值增益是個很重要的問題，這個峰值增益在開環(huán)頻率一半的地方，由于調(diào)制器的相移可能在電壓反饋環(huán)開關(guān)頻率一半的地方產(chǎn)生振蕩,這種不穩(wěn)定性叫做次諧波振蕩。

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2.3 峰值電流檢測與平均電流檢測

在電流型變換器中由平均電感電流產(chǎn)生一個誤差電壓,這個平均電感電流可用一個電流源來代替,并可以降低系統(tǒng)的一個階次。減小峰值電感電流與平均電流的誤差電流模式控制是一種固定時鐘開啟、峰值電流關(guān)斷的控制方法。因為峰值電流(流過功率開關(guān)或電感上)在實際電路中容易進(jìn)行采樣，而且在邏輯上與平均電感電流大小變化相一致。但是，電感電流與輸出平均電流之間存在一定的誤差，峰值電感電流的大小不能與平均電感電流大小一一對應(yīng)，因為在占空比不同的情況下，相同的峰值電感電流可以對應(yīng)不同的平均電感電流，如圖4所示。

而平均電感電流是唯一決定輸出電壓大小的因素。與消除次諧波振蕩的方法類似，利用斜波補償可以去除不同占空比對平均電感電流大小的影響，使得所控制的峰值電感電流最后收斂于平均電感電流，如圖5所示。在數(shù)學(xué)上可以證明，將電感電流下斜坡斜率的至少一半以上斜率加在實際檢測電流的上斜坡上，可以去除不同占空比對平均電感電流大小的擾動作用，使得所控制的峰值電感電流最后收斂于平均電感電流。因而合成波形信號UΣ要有斜坡補償信號與實際電感電流信號兩部分合成構(gòu)成。當(dāng)外加補償斜坡信號的斜率增加到一定程度，峰值電流模式控制就會轉(zhuǎn)化為電壓模式控制。因為若將斜坡補償信號完全用振蕩電路的三角波代替，就成為電壓模式控制，只不過此時的電流信號可以認(rèn)為是一種電流前饋信號，見圖1所示。當(dāng)輸出電流減小，峰值電流模式控制就從原理上趨向于變?yōu)殡妷耗Ｊ娇刂?。?dāng)處于空載狀態(tài)，輸出電流為零并且斜坡補償信號幅值比較大的話，峰值電流模式控制就實際上變?yōu)殡妷耗Ｊ娇刂屏恕?/p>

圖4不同占空比時，相同峰值電感電流對應(yīng)的平均電感電流

圖5利用斜波補償消除不同占空比對平均電感電流的影響

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2.4 小紋波電流

從性能的角度總希望紋波電流要小，首先它可以使輸出濾波電容的容量減小，并在輕載時的電流連續(xù)工作模式下輸出紋波小。雖然對電流檢測電路的小斜坡補償量，在許多情況下可以得到小的紋波電流，但將由于隨機和同步噪聲信號的引入而致使脈沖寬度擺動。并且斜坡補償加到電流波形上將會產(chǎn)生一個更穩(wěn)定的開關(guān)點，為達(dá)到這個目的，相對于電感電流這個補償量m應(yīng)大于m2，并且這對次諧波穩(wěn)定是有必要的。但任何斜坡補償大于m=－(1/2)m2將使變換器的特性偏離理想電流型變換器而更像一個電壓型變換器。

2.5 電流型控制不大適合于半橋型開關(guān)電源。

這是因為在半橋式電路中，通過橋臂2只電容的放電維持變壓器初級繞組的伏－秒平衡；當(dāng)電流型控制通過改變占空比而糾正伏－秒不平衡時，會導(dǎo)致這2只電容放電不平衡，使電容分壓偏離中心點，然而電流型控制在此情況下試圖進(jìn)一步改變占空比，使電容分壓更加偏離中心點，形成惡性循環(huán)。電流型控制的斜波補償實例

3.1 3842補償實例

美國UNITRODE公司生產(chǎn)的電流型PWM控制芯片UC1842/43，具有外電路簡單，成本較低等優(yōu)點。關(guān)于它的電性能與典型應(yīng)用這里不再贅述，只簡單介紹一下進(jìn)行斜波補償?shù)姆椒āD6說明了UC1842/43的2種斜波補償方法：

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(a)斜波補償加至2端

(b)斜波補償加至3端 圖6 利用UC1824/43的2種斜波補償方法

3.2 UC1846的斜坡補償

UC1846是一種采用斜坡補償?shù)碾娏餍图煽刂菩酒?，它具有恒頻PWM電流型控制所需的控制電路和相關(guān)電路。圖7（a）和圖7（b）表示采用UC1846實施斜坡補償?shù)膬煞N電路原理圖。在

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（b）斜坡補償信號直接和誤差信號相加

——開關(guān)頻率固定(這種情況下R1/R2固定)，并且誤差放大器增益固定；

——計算所需斜坡補償量時要把電壓誤差放大器,電流誤差放大器的增益都考慮進(jìn)去。在任何一種情況下,一旦R2的值確定后,負(fù)載對CT的影響也可以確定。

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