2. 峰值电流模式控制的基本工作原理

峰值电流模式控制（Peak Current Mode Control，PCMC）与电压模式控制最本质的区别在于：它把电感电流本身作为内环的被控量，用"电流达到设定峰值"这一事件直接决定开关管何时关断。理解这一机制，需要把"电感电流采样—峰值比较—时钟开通—复位关断"这条信号链看清楚，再理解它带来的逐周期限流特性，最后才能定性分析稳态与动态过程。

一、电感电流采样与峰值比较

在峰值电流模式中，开关管导通期间电感电流线性上升，控制环路并不直接测量"平均电流"，而是实时获取电流上升的瞬时波形，并与一个由外环（电压环）给出的电流指令 i_c 比较。当采样到的电流瞬时值达到 i_c 时，比较器翻转，触发关断。

电流采样通常有三种实现方式：

• 串联采样电阻：在开关管源极或电感回路串入小阻值电阻 R_s，得到电压 v_s = i_L · R_s。精度高、线性好，但带来导通损耗，适合中小功率。
• MOSFET 导通电阻 R_DS(on) 采样：直接利用开关管导通压降作为电流信号，无额外损耗，但 R_DS(on) 随温度漂移，精度较差，常用于成本敏感场合。
• 电流互感器 / DCR 采样：前者适合大电流隔离场合，后者利用电感直流电阻配合 RC 网络获取电流信息，损耗低但需注意时间常数匹配。

采样信号通常很微弱，需要经过放大器放大，并叠加斜坡补偿后再送入 PWM 比较器。这里有一个关键细节：由于开关噪声会在开通瞬间耦合进采样信号，实际控制器几乎都会加入前沿消隐（Leading Edge Blanking，LEB），在开通后的一小段时间（典型 100～300 ns）内屏蔽采样信号，避免误触发。

二、时钟开通与复位关断机制

峰值电流模式的开关动作由两个独立事件驱动，这是它区别于电压模式的核心：

1. 开通由时钟决定：每个开关周期开始时，固定频率的时钟脉冲置位 RS 触发器，开关管导通。因此开关频率是固定的，由振荡器设定。
2. 关断由电流比较器决定：当电感电流采样值达到电流指令 i_c 时，比较器输出复位 RS 触发器，开关管关断。关断时刻不是固定的，而是随负载和输入电压变化。

也就是说，时钟负责"何时开"，电流比较器负责"何时关"。占空比 D 不是被直接设定的，而是电流上升到指令值所需时间的自然结果。这一点决定了 PCMC 的诸多特性：它天然具有输入电压前馈能力——输入电压升高时电感电流上升更快，更快到达指令值，占空比自动减小，无需外环干预。

三、逐周期限流特性

由于关断动作由电流比较器在每个周期内独立触发，峰值电流模式天然具备逐周期电流限制能力。只要把电流指令 i_c 的最大值钳位在某个电平 i_c(max)，电感电流峰值就不会超过 i_c(max)，无论输出是否短路、负载是否突变。

这一特性带来两个工程价值：一是保护功率管和电感，避免过流损坏；二是故障响应快，限流在单个开关周期内生效，不像电压模式需要等输出电压跌落、误差放大器饱和后才间接限流。但要注意，逐周期限流限制的是峰值而非平均值，在连续导通模式（CCM）下，平均电流约为峰值减去一半纹波，因此实际可用的平均输出电流会随纹波大小变化。

四、稳态与动态过程定性分析

稳态时：每个周期电感电流从 i_L(min) 上升到 i_c 后关断，再下降到 i_L(min)，形成稳定的三角波纹波。电流指令 i_c 由电压外环输出决定，负载加重时输出电压略降，误差放大器输出升高，i_c 抬高，电感电流峰值和平均值随之上升，输出回升，形成闭环调节。

动态时：以负载突加为例，输出电压瞬间跌落，误差放大器输出 i_c 快速上升，电流内环立即响应，电感电流峰值迅速抬高，向输出补充能量。由于电流内环带宽远高于电压外环，PCMC 对输入电压变化和电感电流扰动的抑制速度明显快于电压模式。但需注意，当占空比 D > 0.5 时，固定斜坡补偿不足会引起次谐波振荡，表现为相邻周期占空比交替大小，这是 PCMC 必须处理的问题。

五、关键参数与工程要点

把上述机制落到实际设计，需要关注几个参数：

理解峰值电流模式，最终要落到"时钟开、电流关"这一对动作上：它既是控制原理，也是限流保护、输入前馈和快速动态响应的共同来源。掌握这条信号链，后续分析斜坡补偿、次谐波振荡和环路建模时就有了统一的出发点。