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电源反馈设计速成篇之五设计篇 (Voltage mode, CCM)

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标签: 电源

电源

电源反馈设计速成篇之五设计篇  (Voltage  mode,  CCM)

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电源反馈设计速成篇之五: 设计篇
(Voltage mode, CCM)
设计的目的是为了系统稳定且有足够频率响应½系统在负½½变化时得到较小的
电压波动.
传统的无差运放调节器分为一类(Type
1),
二类(Type
2)和三类(Type 1),
对应其有
一个, 两个和三个极点.
1
Type 1
补偿器. 其传递½数为一积分器.应用
Type1
补偿器时,为了系统
稳定,剪切频率必须远在
LC
谐振双极点之前.一般应用于对负½½变化要求不高的
场合.
1
1
G
I
= ⋅
s R
1
C
1
2
Type 2
补偿器
,
其传递½数为
1
1 (1
+
s
/
ω
z
)
,
其中
G
II
=
⋅ ⋅
R
1
(
C
1
+
C
2
)
s
(1
+
s
/
ω
p
)
1
1
ω
z
=
C
C
R
2
C
2
R
2
1 2
C
1
+
C
2
3
Type 2
补偿器波特图.相比
Type1
多引入了一个零点和极点,零点在前
极点在后因此可以提升相½,推高剪切频率提高系统响应速度.图
4
Type 2
偿器系统设计波特图,黑色为主电路开环频率响应,粉红色为补偿器频率响应,蓝
色为整个系统开环回路增益
(Loop Gain)
,虚线为运放开环增益.剪切频率可在
LC
谐振双极点之后.其前提是
ESR
零点在剪切频率之前靠近
LC
谐振双极点,否则
相½裕量不够.设计要点是放零点在
LC
谐振双极点之前如
0.1
倍处,极点在
0.5
倍开关频率之前以衰减高频噪声.
5
Type 3
补偿器波特图.相比
Type2
又多引入了一个零点和极点,零点在
前极点在后因此可以提升更多相½,推高剪切频率提高系统响应速度.图
6
Type 3
补偿器系统设计波特图,黑色为主电路开环频率响应,粉红色为补偿器频
率响应,蓝色为整个系统开环回路增益
(Loop Gain)
,虚线为运放开环增益.剪切频
率可在
LC
谐振双极点之后.设计要点是放两个零点在
LC
谐振双极点之前如
0.5
1
倍处以抵消
LC
谐振双极点,一个极点在
ESR
零点处抵消
ESR
零点
,
处另一个
极点在
0.5
倍开关频率之前以衰减高频噪声.
ω
p
=
1. Type 1
补偿器
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2. Type 2
补偿器
3. Type 2
补偿器波特图
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图4
. Type 2
补偿器系统设计波特图
5. Type 3
补偿器
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6. Type 3
补偿器波特图
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7. Type 3
补偿器系统设计波特图
Type 2
补偿器
,
其传递½数为
1
1 (1
+
s
/
ω
z
1
)
(1
+
s
/
ω
z
2
)
,
其中
G
III
=
⋅ ⋅
R
1
(
C
1
+
C
2
)
s
(1
+
s
/
ω
p
1
)
(1
+
s
/
ω
p
2
)
1
1
1
1
ω
p
2
=
,
ω
z
1
=
,
ω
z
2
=
C
C
R
3
C
3
R
2
C
2
(
R
1
+
R
3
)
C
3
R
2
1 2
C
1
+
C
2
设计例子
: Vin=5V, Vout=3.3V, Fsw=300kHz, Cout=990uF, ESR=5mohm, L=900nH,
DCR=3mohm,
剪切频率希望在
90kHz,
相½裕量
45
.
ω
p
1
=
Type 2
设计
: R1=4.12k, R2=124k, C1=8.2pF, C2=2.2nF,
设计结果如图
8
所示
.
相½裕
量不到
45
, Type 2
已经无½为力了
.
Type3
设计
: R1=4.12k, R2=20.5k, R3=150ohm, C1=0.22nF, C2=2.7nF, C3=6.8nF,
设计
结果如图
9
所示
.
相½裕量
45
度有½
.
原文是
Intersil Technical Brief 417(TB417).
有兴趣的可看原文
.
图画的不错就拷贝来
.
这里的设计方法仅限于已知电容量大小
,
对模块电源来说
,
不接电容和接不同类型电
容½要稳定
,
则剪切频率不可½太高
,Type 1
Type 2
或其他类型补偿器也½½用
,
因根据实际情况加以调整而不可拘泥
.
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