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開關(guān)電源環(huán)路穩(wěn)定性分析(八)

CHANBAEK ? 來源:大話硬件 ? 作者:Katter ? 2023-05-09 16:18 ? 次閱讀

在上一節(jié)分析了3種類型的電壓型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),當(dāng)然前面的內(nèi)容還達(dá)不到環(huán)路補(bǔ)償?shù)囊螅诤竺鏁袃?nèi)容對其進(jìn)行補(bǔ)充。 我們先把整個開關(guān)電源的閉環(huán)控制所需要基本知識點(diǎn)過一遍,再針對性的分析。

這一講我們來分析電流型的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。

電壓型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的核心器件是電壓型運(yùn)放,電流型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的核心器件是跨導(dǎo)型的運(yùn)放,即將電壓轉(zhuǎn)換為電流。

電流型的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)基本拓?fù)淙缦拢?/p>

wKgZomRaAVWAFGK5AAAfozLEEIM062.jpg

在電壓型的交流分析中,反向端的電阻R2沒有起到作用,在直流分析中起到了作用; 對于電流型,無論是直流和交流R2都要起到作用,是電壓型和電流型其中一個差異。

wKgZomRaAVSASKMNAACfF8HjYBE231.jpg

求出傳遞函數(shù)為:

wKgZomRaAVWAXmwCAAASh4sWPIY731.jpg

在實(shí)際使用的時候,會在Z1和Z2的位置放置電阻或者電容來增加補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的零點(diǎn),極點(diǎn)和零極點(diǎn)。

I型電流型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)

wKgaomRaAVWAC-5pAAAmLcD4EQo296.jpg

傳遞函數(shù)如下:

wKgZomRaAVWAF9DoAAAYZa7BVRU578.jpg

從傳遞函數(shù)可以看出,I型電流型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)僅僅提供一個零極點(diǎn)。

II型電流型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)

wKgaomRaAVWAH5HcAAAfarot6JM981.jpg

傳遞函數(shù)如下:

wKgaomRaAVSAZMH8AAAXzo2WMZM061.jpg

II型的網(wǎng)絡(luò)可以提供一個零極點(diǎn),一個極點(diǎn),一個零點(diǎn)

III型電流型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)

wKgZomRaAVWAHtpMAAAvWnlkQxE858.jpg

傳遞函數(shù)如下:

wKgaomRaAVWAMdTtAAAf2HcAX_w624.jpg

III型的網(wǎng)絡(luò)可以提供一個零極點(diǎn),兩個極點(diǎn),兩個零點(diǎn)

電壓型和電流型的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)對比:

補(bǔ)償類型 電壓式 電流式
I型 1個零極點(diǎn) 1個零極點(diǎn)
II型 1個零點(diǎn),1個極點(diǎn),1個零極點(diǎn) 1個零點(diǎn),1個極點(diǎn),1個零極點(diǎn)
III型 2個零點(diǎn),2個極點(diǎn),1個零極點(diǎn) 2個零點(diǎn),2個極點(diǎn),1個零極點(diǎn)

從上面表格可以看出,電壓型和電流型都是根據(jù)設(shè)定電阻和電容的位置和數(shù)量來提供補(bǔ)償?shù)牧泓c(diǎn)或者極點(diǎn)。

分別畫出三種補(bǔ)償類型的波特圖

I型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)

wKgaomRaAVSAdUHqAAAgATWUJM4865.jpg

II型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)

wKgaomRaAVWAY1jgAAAZ7dLXPmk091.jpg

III型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)

wKgaomRaAVWAUS3VAAAXo3JlsA0660.jpg

到目前為止,我們將3種類型電壓型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),電流型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)都進(jìn)行梳理。

在昨天的文章中,我寫到開關(guān)電源環(huán)路補(bǔ)償不難,不妨從下面這樣的角度考慮

wKgZomRaAVWALrTnAAAtbMvhBUs939.jpg

更通俗的理解:

wKgZomRaAVWAP-a4AAAko2-4TQ0102.jpg

所以開關(guān)電源環(huán)路的補(bǔ)償換個思路來分析就是咱們約定了一個目標(biāo),增益是多少,相位是多少。 不管是Buc,Boost,Buck-Boost都有電感和電容,不可能滿足我們定的要求,因此需要使用環(huán)路來補(bǔ)償控制級和功率級,這才能達(dá)到目標(biāo)。

從這樣的角度考慮,環(huán)路補(bǔ)償可以用很多種方式,不同的控制級和功率級參數(shù)有區(qū)別,電壓型和電流型都可以使用,不同的補(bǔ)償又帶來開關(guān)電源特性的差異。

wKgZomRaAVWAG8KlAAH1u5jq3w8746.jpg

wKgaomRaAVWAVUk3AAGqDu7mD0I910.jpg

wKgZomRaAVSAclb1AAGDnQAu1NU541.jpg

上面三種開環(huán)電源,雖然都是穩(wěn)定的,但是傳遞函數(shù)的波特圖肯定有差異,所以這也是環(huán)路補(bǔ)償比較難的地方,要權(quán)衡多種因素,做到恰到好處!

下一講,我們將控制級,功率級,反饋級連在一起,推導(dǎo)開關(guān)電源的傳遞函數(shù)。

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