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电源反馈设计速成篇之一: 建模篇
(Voltage mode, CCM)
以
buck
为例.Buck 最简单, 容易理解.电压模式, 电流连续为最基础的工½方式,
也是其他方式的基础.
图
1
为
Buck
电路, 开关的占空比为
D. R
C
为电容
C
的
ESR.
电感
L
的
ESR
为
R
L
.
R
为负½½电阻. 虚线中的部分为开关工½方式, 如果将其等效平均电路模型替换, 既
可得到整个电路的平均电路模型.其中
a
为
active
有源端接开关,
p
为无源端接二极
管,
c
为公共端接电感. 图
2
为虚线中的部分等效平均电路模型,
Vap
为
ap
电压,
Ic
为
c
端电流.
D
为
DC
占空比,
d
为
AC
扰动占空比. 图
3
为
Buck
的等效平均电路模型.
a
Vg
D
p
c
L
R
L
R
C
C
R
图
1.
a d*Vap/D
1
Ic*d
p
图
2.
c
D
d*Vap/D
Vg
1
Ic*d
图
3.
开环控制到输出传递½数
Gvd:
1
+
s
ω
z
R
G
vd
=
V
g
⋅
⋅
,
R
+
R
L
1
+
s
ω
0
Q
+
s
2
ω
0 2
L
D
R
L
R
C
C
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R
L
1
1
1
R
,
Q
=
1
⋅
⋅
ω
z
=
,
ω
0
=
L
R
⋅
R
L
R
C
C
ω
0
LC
1
+
R
C
)
+
C
⋅
(
R
C
+
R
+
R
L
R
+
R
L
R
有
LC
双极点和一个电容
ESR
零点。
锯½波电压峰峰值为
Vm,
则调制部分为
:
1
F
m
=
V
m
补偿器设计为
As,
则开环回路增益为
:
T
= −
A
s
F
m
G
vd
1
+
反馈设计的目的是设计
As
得到希望的
T,
因为
Fm
和
Gvd
是决定于其他因素的
(
效
率
,
频率等等
).
例子
: 30V/15V buck
参数如下
Vin
:=
30
Vm
:=
3
D
:=
0.5
Vo
:=
15
L
:=
50
⋅
10
fs
:=
10
5
−
6
R
:=
5
Ts
:=
1
fs
C
:=
100
⋅
10
−
6
−
5
fs
:=
100
⋅
10
3
−
3
Rc
:=
50
⋅
10
−
3
Ts
=
1
×
10
RL
:=
50
⋅
10
开环控制到输出传递½数
Gvd:
双极点½相½接近
180
度而电容
ESR
零点拉回
90
度。幅值斜率双极点后为
-40db/dec
，
ESR
零点后为
-20db/dec.
Loop Gain (Magnitude)
60
40
20
gain
(
Gvd
(
2i
⋅ π ⋅
f
n
) )
0
20
40
60
80
0.01
1
.
10
f
n
3
0.1
1
10
100
1
.
10
4
1
.
10
5
1
.
10
6
1
.
10
7
Loop Gain (Phase)
90
60
30
phase
(
Gvd
(
2i
⋅ π ⋅
f
n
) )
30
60
90
120
150
180
0.01
0.1
1
10
100
f
n
1
.
10
3
0
1
.
10
4
1
.
10
5
1
.
10
6
1
.
10
7
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