測量功率開關導通/關斷時間以獲得恒定開關頻率
在一個採用FOT控制方法的開關式轉換器內，控制器使功率開關的關斷時間(TOFF)固定不變，並調製功率開關的導通時間(TON)，以此調整輸出電壓或電流。反之亦然，COT控制方法是使功率開關的導通時間固定不變，同時調製功率開關的關斷時間，調整轉換器的輸出電壓電流。
最簡單的FOT或COT電路會導致開關頻率(FSW)顯著變化，這主要與輸入輸出電壓設置點和負載(CCM或DCM模式)有關。具體來說，當負載降低時，開關頻率將會升高，導致效能降低或產生意外的特性(需要更寬的EMI濾波器)，這是一個眾所周知的技術缺點，不少文獻中均記載解決這個問題的辦法。
例如，用FOT方法控制CCM PFC前級升壓穩壓器，導致開關頻率隨電網電壓和負載條件而發生明顯變化。按照即時電網電壓調製關斷時間，可以降低開關頻率(TOFF Kt Vin, pk sinθ)，如圖1所示，只要升壓級是CCM模式，最終開關頻率是恒定的，如圖1右所示。
COT被廣泛用於控制基於降壓和升壓拓撲的DC-DC轉換器。在降壓轉換器內，假設CCM模式且忽略寄生效應(例如功率開關和濾波電感器的電阻)，按照檢測到的輸入輸出電壓調制導通時間，可以產生恒定的開關頻率。事實上，達成這個目標還須要檢測功率開關上的電壓並按照該電壓對導通時間進行深度調製。同樣的方法還用於COT升壓轉換器和FOT升壓轉換器。值得注意的是，關於如何將開關頻率變化降到最小，多數給出的解決方法都是採用轉換器所占空間的預估值(這與CCM模式下的理想開關頻率密切相關)，以及檢測轉換器電網電氣參數(例如輸入輸出電壓、功率開關/電感器電壓降等)。
為解決前文提到的所有缺點，本文提出的調製器的主要思路是測量功率開關的導通時間(或關斷時間)，接著根據這個資訊適時調製關斷或導通時間，最終取得恒定開關頻率。
新一代調製器滿足拓撲應用
圖2所示是我們提出的調製器，其中Q代表功率開關柵極驅動邏輯訊號，END-TOFF(END-TON)是調製器的輸出，其上升沿是TOFF(TON)時長；IR1和IR2恒定電流發生器。採用與圖1相同的符號標記法，VTH_RAMP和VRAMP電壓可以表示為2πfline t的函數，T(θ)=TON(θ)+ TFW(θ)+TR(θ)=TON(θ)+TOFF(θ)是開關週期。
假設T(θ)<<Rt2 Ct2<<1/fline，fline是電網電壓頻率，電容Ct2上的開關頻率紋波忽略不計，其平均值忠實地跟隨電網頻率變化。以FOT控制電路為例，通過將該電荷平衡應用到開關週期，可以求出Ct2上的平均電壓VTH_RAMP(θ)：
公式(1)
解方程式(1)求出VTH_RAMP(θ)電壓：
公式(2)
在功率開關關斷期間，CR1電容的充電電流是IR1恒流，CR1電容上的電壓VRAMP(θ)線性升高：
公式(3)
只要(2)等於(3)，調製器立即結束功率開關的關斷時間(TOFF時間)：
公式(4)
解方程式(4)計算1/T(θ)值：
公式(5)
公式(5)證明，最終開關頻率是恒定值，與輸入輸出電壓設置點無關，也與工作狀況(CCM或DCM)和轉換器的寄生參數無關。值得注意的是，本文提出的調製器僅基於轉換器功率開關的柵極驅動邏輯訊號(Q)，因此，是一個適用於所有轉換器拓撲的通用調製器。
運用PSIM模擬法驗證調製器效能
本文採用PSIM模擬法在不同的拓撲(例如DC-DC降壓COT、PFC升壓FOT、DC-DC反激式FOT轉換器等)內測試並驗證圖2所示調製器。
具體來說，圖3所示是開關頻率在寬輸入電壓(230Vac左和115Va右)範圍和所有負載條件中(CCM左和DCM右)保持恒定。相較於標準LM-FOT的方法，本文提出的創新調製器的性能大幅改進，特別是在高壓線DCM運行模式更為明顯。
綜上所述，本文提出一個創新採用FOT/COT之方法達到恒定開關頻率的自我調整PWM調製器，並且透過模擬和實驗方法驗證了這個概念。
總結來說，本篇文章在摘要中介紹了這個調製器設計的工作原理，而內文部分還探討非理想因素(例如Ct2電容上的紋波)的重要影響和調製器小訊號模型，以及更多資訊和模擬驗證實驗結果。
