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反激电源的控制环路设计
一 环路设计用到的一些基本知识。
电源中遇到的零极点。
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注:上面的图为示意图,主要说明不同零极点的概念,不代表实际½½。
二 电源控制环路常用的
3
种补偿方式。
(1)
单极点补偿,适用于电流型控制和工½在
DCM
方式并且滤波电容的
ESR
零点频率较
½的电源。
其主要½用原理是把控制带½拉½,
在功率部分或加有其他补偿的部分的相½达
到
180
度以前½其增益降到
0dB.
也叫主极点补偿。
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(2)
双极点,单零点补偿,适用于功率部分只有一个极点的补偿。如:所有电流型控制和
非连续方式电压型控制。
(3)
三极点,双零点补偿。适用于输出带
LC
谐振的拓扑,如所有没有用电流型控制的电感
电流连续方式拓扑。以上公式中假设
C2<<C1.
三,环路稳定的标准。
只要在增益为
1
时(0dB)整个环路的相移小于
360
度,环路就是稳定的。
½如果相移接近
360
度,会产生两个问题:1)相移可½因为温度,负½½及分布参数的
变化而达到
360
度而产生震荡;2)接近
360
度,电源的阶跃响应(瞬时加减½½)表现
为强烈震荡,½输出达到稳定的时间加长,超调量增加。如下图所示具½关系。
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所以环路要留一定的相½裕量,如图
Q=1
时输出是表现最½的,所以相½裕量的最½
值为
52
度左右,工程上一般取
45
度以上。如下图所示:
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这里要注意一点,就是补偿放大器工½在负反馈状态,本身就有
180
度相移,所以留给
功率部分和补偿½络的只有
180
度。幅值裕度不管用上面哪种补偿方式½是自动满足
的,所以设计时一般不用特别考虑。由于增益曲线为-20dB/decade 时,此曲线引起的最
大相移为
90
度,
尚有
90
度裕量,
所以一般最后合成的整个增益曲线应该为-20dB/decade
部分穿过
0dB.在½于
0dB
带½后,曲线最½为-40dB/decade,这样增益会迅速上升,½
频部分增益很高,
½电源输出的直流部分误差非常小,
既电源有很½的负½½和线路调整
率。
四, 如½设计控制环路?
经常主电路是根据应用要求设计的,
设计时一般不会提前考虑控制环路的设计。
我们的
前提就是假设主功率部分已经全部设计完成,然后来探讨环路设计。环路设计一般由下
面几过程组成:
1)
画出已知部分的频响曲线。
2)
根据实际要求和各限制条件确定带½频率,既增益曲线的
0dB
频率。
3)
根据步骤
2)确定的带½频率决定补偿放大器的类型和各频率点。½带½处的曲线斜率
为
20dB/decade,画出整个电路的频响曲线。
上述过程也可利用相关½件来设计:如
pspice, POWER-4-5-6.
一些解释:
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