本文主要是森木磊石為大家簡單介紹開關(guān)電源,并以反激變換器為例進行開關(guān)電源環(huán)路分析,及開關(guān)電源的環(huán)路補償。
開關(guān)電源簡介用途:AC/DC, DC/DC, DC/AC (inverter)
基本拓撲結(jié)構(gòu):
非隔離型:Buck, Boost, Buck-Boost……
隔離型: Forward, Flyback, Half Bridge, Full Bridge, Push-Pu
整流型: 全橋型整流、全波型整流、同步整流(SR)
調(diào)制方式:
PWM (pulse width modulation)
PFM (pulse frequency modulation)
其它衍生調(diào)制方式
控制模式:電壓模式、電流模式
開關(guān)電源系統(tǒng)可分為兩大塊:負反饋回路(feedback loop)、保護功能(OVP, OCP, OTP ……)
開關(guān)電源環(huán)路分析和設(shè)計流程:
開關(guān)電源環(huán)路的小信號傳函:
Flyback 系統(tǒng)控制流程圖:
TL431 及其等效模型:
Power Stage小信號模型建立流程:
Flyback PWM Stage小信號模型(CCM):
右半平面零點(RHZ)的直觀理解:
PWM Stage 的小信號建模:
考慮斜率補償后的Power Stage 傳函:
考慮斜率補償后的Power Stage傳函(CCM):
DCM模式下Power Stage 小信號傳函:
電流模式與電壓模式的直觀理解:
電壓模式的信號流程圖:
電流模式的信號流程圖:
負反饋環(huán)路穩(wěn)定性:環(huán)路增益[loop gain T(s) T(s)包含了系統(tǒng)穩(wěn)定性信息]幅頻-相頻曲線,波特圖單位增益帶寬(frequency @ T=0dB)相位裕量(Phase margin) >45°增益裕量(Gain margin) >-12dB零極點對環(huán)路穩(wěn)定性的影響及環(huán)路帶寬選擇標準:
環(huán)路的補償考慮(森木磊石經(jīng)驗之談):
環(huán)路需要補償以獲得足夠的相位裕量(Phase margin) 和增益裕量(Gain margin),因為環(huán)路存在很多零極點, 低頻的或者高頻的。
環(huán)路補償?shù)哪康氖牵涸趲拑?nèi)等效為單極點系統(tǒng). 環(huán)路單位增益帶寬內(nèi)只有一個極點(一個導(dǎo)致90°相移, 從而系統(tǒng)有180-90=90°相位裕量), 或者一個極點和一個零極點對(這樣等效為環(huán)路帶寬內(nèi)只有一個極點)...
通常補償網(wǎng)絡(luò)放在EA (error amplifier, 例如TL431)的輸入輸出跨接,或者輸出到地。在環(huán)路的其他地方,根據(jù)實際情況也可以適當(dāng)引入一些零點或者極點以抵消環(huán)路帶寬外的一些高頻極點或者零點。
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