電感量太小會(huì)造成儲(chǔ)能能量不夠,使電感在一個(gè)周波還沒結(jié)束能量就已經(jīng)放完,結(jié)果在原來的連續(xù)工作模式進(jìn)入到斷續(xù)工作模式,導(dǎo)致輸出能量減小而帶不起負(fù)載

謝謝周工!另外還有個(gè)問題請教您:按照BUCK 電路公式:VO/VIN=占空比(工作在連續(xù)模式),但是我在實(shí)際電路調(diào)試中,不斷加大負(fù)載(E-LOAD電流逐漸加大)發(fā)現(xiàn)占空比也隨之變大!可是我的輸入和輸出電壓都不變呀?難道VO/VIN=占空比錯(cuò)了嗎?如何解釋呢?

彌補(bǔ)線路壓降.

這是固有的正?，F(xiàn)象

這個(gè)解釋的確好,謝謝!假如我們設(shè)想線路沒有損耗的理想狀態(tài):是不是在逐漸加大E-LOAD ,占空比是不變的!!是這樣的嗎?現(xiàn)實(shí)中看不到這個(gè)現(xiàn)象.因?yàn)榫€損導(dǎo)致真正加到電感的VIN 在減少.

您說的固有的現(xiàn)象?那是什么因素導(dǎo)致這個(gè)現(xiàn)象的呢?請教您了.另外還有個(gè)問題請教:1.在同步整流BUCK 中,有連續(xù)模式和斷續(xù)模式,它們是隨著負(fù)載電流(或者說是負(fù)載的輕重)自動(dòng)轉(zhuǎn)化的嗎?電路自己根據(jù)負(fù)載的輕重來自動(dòng)調(diào)整的嗎?

2.連續(xù)模式轉(zhuǎn)化成斷續(xù)模式,電感電流在OFF期間有流向負(fù)載→零點(diǎn)→再從負(fù)載流出,隨后ON周期來了,這時(shí)電感電流不能突變,仍然保持再從負(fù)載流流出,但由于ON期間下管MOSFET是關(guān)閉的.難道電流將逆向同過上管MOSFET流向電源?是這樣的嗎?

請幫小弟釋疑,提前謝了!

buck的輸出電壓推導(dǎo)可以在任何一本講述開關(guān)電源的書上看到,我就不贅述了.但是請注意,其推導(dǎo)的前提,是將所有的元件理想化為前提的.
實(shí)際上,開關(guān)管有開關(guān)損耗、通態(tài)損耗、驅(qū)動(dòng)損耗,磁性元件有磁滯損耗、渦流損耗,整流二極管也存在開關(guān)損耗、通態(tài)損耗,電容器也有損耗(ESR/ESL通常引起相位變化,故而用損耗角正切來評估),線路電阻……非理想的地方太多太多了.另外需要注意的是,在推導(dǎo)時(shí)僅僅根據(jù)占空比來進(jìn)行假設(shè),忽略了負(fù)載的復(fù)雜性,所以這種推導(dǎo)實(shí)際上更貼近于電壓型控制系統(tǒng).當(dāng)負(fù)載電流變化時(shí),電源需要在后續(xù)的數(shù)個(gè)甚至數(shù)十個(gè)周期內(nèi)才能逐漸適應(yīng).所以電壓型控制電路的動(dòng)態(tài)特性較差,因?yàn)槠淇刂颇Ｐ椭惺菦]有反應(yīng)負(fù)載的元素的.負(fù)載電流增加后導(dǎo)致輸出電壓下降,這時(shí)電感的正向伏秒(Ton)(實(shí)際上是兩端電壓的積分)與負(fù)向伏秒(Toff)不等,正向伏秒要大于負(fù)向,所以電感電流會(huì)增加.當(dāng)增加到同負(fù)載相同時(shí)正負(fù)伏秒相等,電流不在變化達(dá)到新平衡,反饋電路的存在能夠加速這一過程,負(fù)載減小同上.
同步整流是利用受控開關(guān)來模擬二極管整流的一種實(shí)用技術(shù).其實(shí)現(xiàn)方式有很多種,各有特點(diǎn),比如有的線路簡單,有的效率高,有的成本高,有的使用范圍寬廣等.所以連續(xù)或斷續(xù)之間是否處理,以及如何處理是受實(shí)現(xiàn)方式?jīng)Q定的,而不是同步整流這一概念本身定義的過程.怎么處理看需求以及能夠承受代價(jià).
當(dāng)斷續(xù)時(shí),粗糙控制的同步整流是會(huì)有回流的,并且一定程度上影響效率,但是并不是很嚴(yán)重的事.因?yàn)樾枰玫酵秸鞯牡胤?很少有輕載到不連續(xù)的時(shí)候.如果經(jīng)常不連續(xù)那就沒必要同步整流,或者設(shè)計(jì)成連續(xù)的.
就好比載重車胎會(huì)費(fèi)油一樣……沒有人會(huì)把它裝到轎車車上.

謝謝“楚天”精彩的回答!

負(fù)載電流增加后導(dǎo)致輸出電壓下降,這時(shí)電感的正向伏秒(Ton)(實(shí)際上是兩端電壓的積分)與負(fù)向伏秒(Toff)不等,正向伏秒要大于負(fù)向,所以電感電流會(huì)增加.當(dāng)增加到同負(fù)載相同時(shí)正負(fù)伏秒相等,電流不在變化達(dá)到新平衡,反饋電路的存在能夠加速這一過程,負(fù)載減小同上.

您的這番話非常細(xì)節(jié)地展示出,BUCK電路自動(dòng)穩(wěn)壓的過程.使人受益菲淺.
到了最終的穩(wěn)態(tài):請問這時(shí)的占空比和負(fù)載變化前的占空比有變化嗎?
比如:調(diào)整前負(fù)載1A
     調(diào)整后負(fù)載2A
條件:1.BUCK 工作在連續(xù)模式 2.一切非理想狀態(tài)(為了便于理解和建立分析的信心).

3.如何占空比不變化,那么就會(huì)看到這么一個(gè)現(xiàn)象:BUCK 工作在連續(xù)模式,負(fù)載需要多大的電流,電源就給出多大的電流,占空比卻不會(huì)變化!現(xiàn)實(shí)生活中看到的占空比變化是 因?yàn)閺浹a(bǔ)線路損耗的原因.

4.按照您講的,即使沒有反饋回路,我們?nèi)藶榈貙WM 固定在負(fù)載變化前的狀態(tài),負(fù)載變化(比如1A→2A),開是瞬間電壓會(huì)拉低,經(jīng)過若干個(gè)周期,輸出電
壓會(huì)慢慢回到負(fù)載變化前的電壓VO,理論上是這樣的嗎?我們忽略所有一切非理想的東西.小弟剛接觸DC-DC ,望高手指點(diǎn)指點(diǎn).謝謝您!

如果是實(shí)際的BUCK電路,在開環(huán)時(shí)(恒占空比)接入負(fù)載會(huì)使得輸出電壓降低.有興趣你可以試試,很容易做.
當(dāng)閉環(huán)時(shí)(只有閉環(huán)了,占空比才會(huì)相應(yīng)負(fù)載變化)加載后,雖則負(fù)載的增加,占空比是逐漸加大的.
3.占空比實(shí)際上并不全是彌補(bǔ)線路損耗,電源中還有許多非損耗性的占空比損失,這部分也是不容忽視的.比如在FB-PS-ZVS電路中的諧振電感環(huán)流導(dǎo)致的占空比損失.各種復(fù)位電路所損失的能量也需要在占空比上有所體現(xiàn).但就BUCK而言,占空比確實(shí)是為了彌補(bǔ)線路損耗的多一點(diǎn).電感上的損耗往往被忽略,其實(shí)它的直流阻抗一般都是幾十毫歐以上,PCB的銅阻也是不小的,只不過其表面積大,熱量不積累所以我們注意不到罷了.尤其注意的是,對于輸出電壓恒定的恒壓源,線路阻抗(阻性)的耗散功率同輸出電流的平方成正比,而輸出功率同輸出電流程正比.可見隨輸出電流的增大,損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)快過輸出功率的增加,不過因?yàn)閾p耗所占比例很小,在初始階段不明顯罷了.
你可以找一些知名廠家的電源輸出功率同效率的曲線看看.
這個(gè)曲線逐漸上升到最高點(diǎn)后下降的.這是為什么呢?前部分的輸出是由于線路本底消耗導(dǎo)致的.隨著輸出功率的增加,本底消耗所占比重逐漸下降而使得效率呈現(xiàn)上升趨勢.這個(gè)時(shí)候雖然損耗也會(huì)隨著輸出功率的增大而增大,但是在總輸出功率中所占的比重卻是減小的.當(dāng)再往后邊由于輸出功率的組件增大,損耗會(huì)迅速增加此時(shí)他的增加速度會(huì)超過輸出功率的增加使得曲線呈現(xiàn)下降趨勢.而且下降的會(huì)很快.
4,微觀上看是會(huì)慢慢回升的,但是回升的比較有限,因?yàn)殡姼幸彩怯蠩SR(等效阻抗)的.這個(gè)回升的速度取決于電感量.電感量越大,這個(gè)回升越慢.所以一些高速動(dòng)態(tài)電路都是用非常小的電感.當(dāng)然這種高速電源的頻率也都很高.因?yàn)殚_關(guān)頻率高了,其閉環(huán)控制帶寬才能高,反映才能迅速.在同樣頻率下我們可以采用小電感大電容或者打電感小電容的配置,但是如果是告訴電路,一般都會(huì)采用小電感配置.因?yàn)榉答亾Q再快也趕不上負(fù)載的變化(比如CPU),這個(gè)時(shí)候一個(gè)足夠優(yōu)質(zhì)的電容會(huì)是一個(gè)非常優(yōu)秀的電壓源,能夠迅速的提供給負(fù)載足夠的電流(負(fù)載迅速增加)或者迅速的接納電感的電流(負(fù)載迅速減少).而電感比較小則使得其電流迅速達(dá)到新的平衡.電感如果非常非常大,將會(huì)使反饋環(huán)很難受的.尤其是電壓型控制.
這里就涉及到一些控制方法問題了.應(yīng)該屬于控制理論那邊研究了.我底子不好這些說不明白.就不誤導(dǎo)你了.
對于電流型控制情況會(huì)好很多.因?yàn)殡娏餍偷目刂骗h(huán)路的帶寬比較寬,其對負(fù)載的跟蹤能力很強(qiáng).這里邊涉及到輸出濾波電感,這個(gè)電感的存在使得迅速增加的占空比總要“積攢”足夠的“伏秒”使得電感的電流增加到同輸出差不多.在積攢的過程中,還要控制好,不能太多,也不能太少.少了會(huì)很慢,多了又容易過壓.這個(gè)里邊呢,因?yàn)長C是個(gè)二階系統(tǒng)所以比較麻煩.
如果是電流型控制呢,那么實(shí)際上調(diào)制的是電感的電流,不管電感量是多少,只要電感電流達(dá)到要求就關(guān)斷,這樣我們就可以不管電感的大小,而只關(guān)注輸出電流了.而對流入電容的電流積分恰好是一條斜線這里邊用一階系統(tǒng)就足夠補(bǔ)償了.至少省掉一個(gè)惱人的電感,系統(tǒng)中的電抗性元件只剩下電容了,就好做多了,不是么?
當(dāng)然電流型控制的也有不足的地方.你以后深入學(xué)習(xí)就知道了.
每種拓?fù)涠加兴膬?yōu)勢與劣勢,每種控制方法都有他所適應(yīng)的拓?fù)渑c應(yīng)用.討論拓?fù)涞牡檬б饬x不大,做開關(guān)電源,最要緊的是扎實(shí)的了解每種拓?fù)涞膬?yōu)缺點(diǎn),有選擇性的應(yīng)用,根據(jù)需求來確定拓?fù)湟约翱刂品椒?包子、餃子和打鹵面的原料是差不多的.

4,微觀上看是會(huì)慢慢回升的,但是回升的比較有限,

我注意到了您上貼說的一句話:“反饋電路的存在能夠加速這一過程”“加速”這個(gè)詞表達(dá)非常精準(zhǔn)!讓人震撼.在固定PWM情況下,開環(huán)狀態(tài):如果不考慮“非理想”因素比如:銅阻,ESR ..等等一切損耗.一切都是理想的(這樣考慮是為了分析簡單,就象集總電路模型一樣),經(jīng)過幾個(gè)或者幾十個(gè)震蕩周期,VO會(huì)到負(fù)載變化前的那一狀態(tài),這個(gè)結(jié)論由:ON周期和OFF周期伏秒積必須相等方程得出.ON周期伏秒積=OFF周期伏秒積.這是個(gè)開關(guān)電源大廈建立的“基石”.
如果引入反饋電路,將加速穩(wěn)定時(shí)間.幾十個(gè)震蕩周期暫穩(wěn)態(tài),縮短為一兩個(gè)震蕩周期就使電路達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)而適應(yīng)了負(fù)載的變化.反饋電路通常為一個(gè)運(yùn)放的積分電路,當(dāng)輸出電壓降低,分壓取樣后小于基準(zhǔn)電壓,運(yùn)放輸出就是對這個(gè)電壓差進(jìn)行積分,反饋輸出(運(yùn)放輸出)增大,迫使PWM 加大,加快正向伏秒(Ton)(實(shí)際上是兩端電壓的積分)與負(fù)向伏秒(Toff)不等,正向伏秒要大于負(fù)向,相比固定的PWM ,電感電流會(huì)更快增加!VO重新上升回到負(fù)載變化前的狀態(tài).由于反饋電路引入,這個(gè)上升回到VO時(shí)間將大大縮短.當(dāng)達(dá)電壓第一次回到VO的時(shí)刻(我認(rèn)為這個(gè)時(shí)刻還不是平衡狀態(tài),運(yùn)放輸出電壓因積分環(huán)的存在,不能因?yàn)檩敵龅竭_(dá)VO 就立即下降.只是在這個(gè)時(shí)刻運(yùn)放輸出不再變化(或者說變化率為0,積分電容沒有充電電流,取樣電壓和基準(zhǔn)電壓相等呀).既然反饋輸出不立即下降,也即使PWM仍然保持“增大”(較負(fù)載變化前),輸出將第一次超過VO ,這將導(dǎo)致取樣電壓大于基準(zhǔn).運(yùn)放輸出由此將反向積分.積分電容放電,反饋輸出(運(yùn)放輸出)下降,PWM在增大的基礎(chǔ)上開始減少.逐漸回到負(fù)載變化前的狀態(tài).所有這些變化的非?？?都是在微妙級別就完成,但我堅(jiān)信這個(gè)過程是存在的.

對于負(fù)載加重,有反饋環(huán)的情況:
負(fù)載加重→VO↓→PWM↑→VO↑→VO第一次回到原態(tài)VO →PWM停止上升(但VO還繼續(xù)上升,因?yàn)镻WM停止變化時(shí)刻,新的平衡并未完全建立)→隨后PWM回落→輸出下降漸回落到原態(tài)VO.

對于負(fù)載加重,無反饋環(huán),固定PWM 的情況:
負(fù)載加重→VO↓→正向伏秒要大于負(fù)向,電感電流會(huì)增加→VO上升回到VO .
如果電感量大,這個(gè)過程將是漫長的.不能適應(yīng)快速負(fù)載的變化.
上面都是在忽略一切非理想因素的分析.

對于象您這樣的高手來說,也許這些都不必要來考慮,對于小弟而言,剛剛踏進(jìn)電源世界的大門,痛苦而幸福地思考著,渴望行家的指點(diǎn)....

微觀過程是這樣的.不過你前面對反饋環(huán)的說法有些不精確.反饋環(huán)要看是什么類型的.就PI來說的確如你所述,會(huì)有過沖,也就是積分環(huán)節(jié)在輸出達(dá)到參考后還繼續(xù)起作用倒是輸出會(huì)增加,然后P環(huán)節(jié)會(huì)反過來和I較勁,使得這個(gè)過沖減小,到最后……也是不能消除微觀誤差的……因?yàn)樨?fù)反饋系統(tǒng)就是依賴誤差進(jìn)行調(diào)解的.如果積分環(huán)節(jié)過大會(huì)導(dǎo)致較高的延遲以至于這種反復(fù)過沖的時(shí)間過長、幅度過大對系統(tǒng)產(chǎn)生影響.而PID系統(tǒng)則在此基礎(chǔ)上引入了微分環(huán)節(jié),所謂微分環(huán)節(jié)其實(shí)就是看輸出電壓的變化率.
還是沿用前面的假設(shè),buck負(fù)載突然變大的情況,我們簡說一下PID的控制過程.
負(fù)載突然變大導(dǎo)致VO隨之降低,這時(shí)最先起作用的是電感的伏秒積分被破壞,出現(xiàn)正的伏秒積分使得電感電流會(huì)逐漸增加.然后比例環(huán)節(jié)(P)將誤差電壓放大送入pwm發(fā)生器迫使Ton增大,加速電感的電流增加.積分電容的作用是對誤差電壓進(jìn)行積分,使得非常微小的電壓誤差(這個(gè)誤差小到即使經(jīng)過比例放大后也無法影響PWM,這種非常小的誤差稱為穩(wěn)態(tài)誤差.非常小只是相對的,未必會(huì)對輸出沒有影響,所以要消除)經(jīng)過一定時(shí)間的積分后影響到PWM,進(jìn)而消除穩(wěn)態(tài)誤差.既然它是應(yīng)對非常小的穩(wěn)態(tài)誤差的,那么我們就不希望它受到大信號的干擾,而實(shí)際上卻不是這個(gè)樣子.當(dāng)誤差信號比較大的時(shí)候(負(fù)載突變)積分電容上會(huì)迅速積累起很高的電壓疊加到PWM上,使得PWM與實(shí)際需要的相比得到了過于劇烈的提升,這雖然能夠加速誤差的消除,但是在誤差消除的那一刻,恰是積分電容輸出最高的時(shí)刻,這是雖然比例環(huán)節(jié)因?yàn)檎`差為0而無輸出但是由于積分電容上積累的大量電荷使得反饋部分仍舊輸出非常高誤差電壓使得PWM仍然超過負(fù)載所需要的Ton,這將要導(dǎo)致輸出電壓超過參考電壓,實(shí)際上是過分補(bǔ)償,是有害的.同樣的,當(dāng)過補(bǔ)償存在時(shí),比例環(huán)節(jié)會(huì)將這個(gè)過補(bǔ)償所產(chǎn)生的誤差電壓疊加到補(bǔ)償電路的輸出上,迫使PWM減少Ton,而積分電容也會(huì)緩緩放電,直到下次輸出電壓與參考電壓重疊,比例輸出回零,而積分電容可能仍舊會(huì)存有少量電荷導(dǎo)致系統(tǒng)并不能在這一點(diǎn)穩(wěn)定而是會(huì)有少量的輸出回落,然后繼續(xù)調(diào)整……看起來有點(diǎn)震蕩.實(shí)際上要控制好阻尼系數(shù),使得輸出電壓與參考電壓的誤差呈現(xiàn)越來越小的情況.這就是說要控制好積分電容的荷電量,積分時(shí)間過長則調(diào)節(jié)緩慢,容易導(dǎo)致震蕩,同時(shí)積分周期可能同其他環(huán)節(jié)諧振干擾導(dǎo)致問題惡化,過短則調(diào)節(jié)不明顯.
在說說微分環(huán)節(jié),微分實(shí)際上就是在分壓電阻(或vo)與誤差放大器的反向輸入端之間的電容.可見,當(dāng)輸出電壓在迅速跌落的時(shí)候,微分環(huán)節(jié)會(huì)使誤差放大器的反向輸入減少,加速PWM的Ton增加.但是當(dāng)輸出電壓迅速增加的時(shí)候呢?微分電容會(huì)增加輸入到反向輸入的電流使得誤差放大器的輸出得到一定程度的削弱,當(dāng)vo與參考逼近的越迅速,則微分輸出越大,迫使的Ton增量減小.一定程度上會(huì)抑制過于快速的Ton增量.實(shí)際上微分能夠抑制前面積分環(huán)節(jié)帶來的超調(diào),也就是說當(dāng)誤差產(chǎn)恰好消除的時(shí)候,積分和微分的輸出符號是相反的.
現(xiàn)在再來看看從誤差產(chǎn)生到消除的過程:
Vo跌落,比例環(huán)節(jié)(誤差放大器的直流放大系數(shù))會(huì)將Vo與Vr(參考電壓,表征預(yù)期的輸出電壓)的差進(jìn)行放大,以控制PWM的Ton來迫使輸出的電壓Vo逼近Vr.這一過程是迅速存在的.但是單純的比例環(huán)節(jié)無法解決Vo與Vr相差較小的時(shí)候所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差(這個(gè)同運(yùn)放的輸入失調(diào)有關(guān)系,尤其是輸出電壓同電壓基準(zhǔn)IC的相差越多,這個(gè)誤差越大,感興趣的朋友可以想一下為什么會(huì)這樣.).因此又引入了積分環(huán)節(jié),將比例放大不敏感的微笑誤差進(jìn)行積分,積累到足夠的程度時(shí)改變一下輸出的PWM.比如不改變的時(shí)候輸出低10mV,那么積累幾到幾十個(gè)周期后使輸出Ton增加,導(dǎo)致輸出過正常的10mV,那么宏觀上這個(gè)電源的平均值輸出就是無誤差的.不過微觀上總是有微小的起伏波動(dòng).如果負(fù)載很緩慢,很平滑,那么上面的電路會(huì)工作的很好,可惜電源只是服務(wù)型的單元,無法決定負(fù)載類型.當(dāng)侍者碰到挑剔的顧客時(shí),就要提高自身的素養(yǎng)了.于是又加入了微分單元,以應(yīng)對迅速變換的負(fù)載類型.微分電容將輸出電壓的增量引入反饋環(huán)接,當(dāng)輸出電壓有增加趨勢時(shí),微分將抑制Ton的增加,當(dāng)輸出電壓的增加趨勢非常高的時(shí)候抑制也將更加劇烈,這樣做的好處是能彌補(bǔ)積分所帶來的過沖問題,使得微觀上的Vo與Vr相差不太大但是會(huì)延長跟蹤的時(shí)間.但是微分與積分又同時(shí)帶來了新的問題……一旦他們的相位與增益滿足條件……電源就會(huì)震蕩……這個(gè)條件還真就比較容易滿足的.所以有時(shí)候,為了抑制他們的害處,調(diào)試工作是很大的.因?yàn)殡娫丛诓煌?fù)載下的傳遞特性相差很多,所以在某些時(shí)候穩(wěn)定的I/D參數(shù)可能在別的工況下發(fā)生震蕩.這就是為什么大的電源公司總是要求對電源的穩(wěn)定裕量進(jìn)行精確控制.這樣做能夠有效提高電源的可靠性,而小公司往往忽視這個(gè)過程,僅僅是幾個(gè)功率點(diǎn)的恒功率不震蕩就認(rèn)為OK了.實(shí)際上,在電源的工況中,過壓、欠壓、負(fù)載波動(dòng)、器件老化、脈沖干擾等等因素都有可能使穩(wěn)定的電源產(chǎn)生震蕩.好的電路是讓這個(gè)電路能夠使震蕩衰減,最終消失.測試這樣性能并進(jìn)行計(jì)算、修正需要較高的技術(shù)水平與很大的設(shè)備投資和工作時(shí)間增加,這也是大廠電源成本較高的一個(gè)因素.設(shè)計(jì)不規(guī)范的電源,可能樣品沒有問題,但在批量生產(chǎn)中乃至使用一段時(shí)間中會(huì)有非常高的故障率同這個(gè)因素也有關(guān)系.
實(shí)際上上面介紹的是工業(yè)控制中最常見的PID控制方法.我講的比較粗陋,有錯(cuò)誤的地方希望能夠有高手指出,使我能夠得到學(xué)習(xí)提高,也避免因?yàn)殄e(cuò)誤而誤導(dǎo)更多的朋友.

楚天說的不錯(cuò)
有沒有PID相關(guān)方面的資料
麻煩傳一兩個(gè)看一下
不知道方便不

細(xì)節(jié)決定于水平,“楚天”如此詳細(xì)的解釋讓人看得熱血沸騰!尤其是自己閉門苦思結(jié)論:單純靠積分調(diào)節(jié)會(huì)有“過沖“,從“楚天”言論中得到認(rèn)證,真讓人激動(dòng)激動(dòng)!.因?yàn)檫@是沒有參考書的情況下,完全是我自己琢磨,推想出來的呀.(受現(xiàn)實(shí)環(huán)境限制,沒有條件做實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證自己的設(shè)想,哎...)

不必如此,大家都是從不會(huì)的時(shí)候過來的.我把這些東西寫出來,對自己也是一個(gè)總結(jié),希望能夠幫助到你就好.

關(guān)于PID方面的書籍我看過一些,不過不是電子版的,不好上傳了.
我記得前面有朋友發(fā)過反饋環(huán)設(shè)計(jì)的資料,可以找找看.

您好,楚天大師:  "尤其是輸出電壓同電壓基準(zhǔn)IC的相差越多"這句話怎么理解? 請您講的通俗一點(diǎn)好嗎?

但是單純的比例環(huán)節(jié)無法解決Vo與Vr相差較小的時(shí)候所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差,:就象是運(yùn)放電路的"虛短"概念,同相端電壓只能是和反相端電壓無窮地接近,永遠(yuǎn)也不可能真正意義上的相等.因?yàn)檩敵鲞@是靠這個(gè)"無窮小"的誤差來維系的! 因此,沒有引入積分環(huán)【目的是:通過電容積分,讓這個(gè)"無窮小"的誤差,只要長時(shí)間存在的話,就會(huì)不斷"積累"以形成大的后果(不知道用什么詞來表達(dá)),積分:就是對過去存在的總結(jié)及后果的宏觀的反映】,就不可能使輸出"真正"意義接近參考電壓.沒有引入積分環(huán)的話輸出和參考電壓始終有個(gè)"微小"的電壓差.也就是這種設(shè)計(jì)電壓輸出精度不夠.當(dāng)然,引如積分環(huán)會(huì)有"電壓過沖"和跟蹤時(shí)間長,就象您詳細(xì)的分析.任何事物總是兩面性的..,就要看你如何取舍了.

另外,我將線性電源和開關(guān)電源作了個(gè)類比,發(fā)現(xiàn)了一些相似之處:

線性電源:輸出控制信號是電平,
開關(guān)電源:輸出控制信號是占空比PWM.
可以將對線性電源控制方法思想類比到對開關(guān)電源中來.
比如:線性電源中,將調(diào)整三極管的基極用穩(wěn)壓管固定,就類似如開關(guān)電源固定的PWM ,對調(diào)整三極管的基極引入負(fù)反饋用運(yùn)放/或者431控制.就類似如開關(guān)電源
反饋環(huán)控制.線性電源引入負(fù)反饋同樣也能"加速"調(diào)整作用.比較調(diào)整三極管的基極用穩(wěn)壓管固定(并假設(shè)輸出帶1000UF),就能很明顯的有這個(gè)感覺!

尤其是輸出電壓同電壓基準(zhǔn)IC的相差越多....這里我說錯(cuò)了.實(shí)際上我當(dāng)時(shí)是考慮運(yùn)放的輸入失調(diào)的影響,而忽略了一個(gè)事實(shí),那就是一般而言,輸出電壓都較參考高所以不需要用運(yùn)放將輸出放大.實(shí)際上上面的話如果在100V的參考電壓與1V的輸出電壓時(shí)也還算正確.不過這種情況不會(huì)發(fā)生而已.口誤,抱歉啊.關(guān)于運(yùn)放失調(diào)的影響你單純的比例環(huán)節(jié)無法解決Vo與Vr相差較小的時(shí)候所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差--這里也是因?yàn)檫\(yùn)放的輸入失調(diào)問題所導(dǎo)致的.受限于半導(dǎo)體工藝問題,在一個(gè)硅片上同時(shí)集成出較高指標(biāo)的運(yùn)放、振蕩器、邏輯電路、參考電源、功率管……這些單元是比較困難的.所以一般電源IC的誤差放大器指標(biāo)都不高,輸入失調(diào)也比較大.所以輸出相差也比較多.這是單純比例環(huán)節(jié)無法有效調(diào)整輸出電壓的原因.線性電源與開關(guān)電源的控制信號都不是電平.電平是靜態(tài)分析的說法.實(shí)際上負(fù)反饋系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)的,不能用靜態(tài)工作點(diǎn)來分析.一般用小信號模型分析會(huì)比較好理解電路的工作.線性電源中如果將基極用一個(gè)穩(wěn)壓管固定這也是個(gè)負(fù)反饋電路.你想想,如果這時(shí)將輸入電壓升高,輸出電壓幾乎不升高的.而如果對于一個(gè)固定PWM的電路,輸入電壓升高,輸出也是會(huì)升高的.線性電源(線性穩(wěn)壓電源)本身就已經(jīng)是含有負(fù)反饋的系統(tǒng)了.“而基極用穩(wěn)壓管的三極管”其實(shí)也是穩(wěn)壓電源,因?yàn)樗彩怯袇⒖茧妷?有負(fù)反饋的.你可以參考模擬電子技術(shù)的書籍分析一下三極管的共基極工作方式.只不過這樣的電路受限于1、功率三極管的放大倍數(shù)較低2、穩(wěn)壓二極管性能較差導(dǎo)致輸出穩(wěn)壓效果不理想.但是他的確是一個(gè)非常非常精簡的一個(gè)負(fù)反饋控制的穩(wěn)定電壓電源.

楚天大師,晚上好!
的確,線性電源與開關(guān)電源的控制信號都不是電平,我說錯(cuò)了(周一上班時(shí)間偷著給您寫帖,生怕被上司逮著,寫的時(shí)候心理有點(diǎn)緊張...哈哈)
如果說:線性電源控制信號是“變化的電平”,
        開關(guān)電源控制信號是:變化的PWM (實(shí)際上也是通過反饋環(huán)變化的電平轉(zhuǎn)化而來的).這個(gè)觀點(diǎn)你同意嗎?
線性電源和開關(guān)電源這個(gè)類似的比較,是看了您反饋環(huán)能“加速”調(diào)整的速度的觀點(diǎn)后想到的.我習(xí)慣將不熟悉的東西和相對熟悉的東西聯(lián)系起來,以求好的更深入的理解不熟悉的事物.

另外:下面這短話是我看了您的“誤差是如何產(chǎn)生又是如何消除的”詳細(xì)分析.用自己的理解寫出來的,請您幫助看看,是否正確.看看理解是否有誤.謝謝您:(上貼因上班時(shí)間緊張,寫的不夠通順)

但是單純的比例環(huán)節(jié)無法解決Vo與Vr相差較小的時(shí)候所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差,:就象是運(yùn)放電路的"虛短"概念,同相端電壓只能是和反相端電壓無窮地接近,永遠(yuǎn)也不可能真正意義上的相等.因?yàn)檩敵鲞@是靠這個(gè)"無窮小"的誤差來維系的! 因此,沒有引入積分環(huán),就不可能使輸出"真正"意義接近參考電壓.PWM必須靠這個(gè)固有的“誤差”來維系,沒有引入積分環(huán)的話,輸出和參考電壓始終有個(gè)"微小"的電壓差.這樣就導(dǎo)致電壓輸出精度不夠.【積分的目的是:通過誤差電壓形成積分電流,讓電容積分(也即是讓電容積累電荷),如果這個(gè)看似"無窮小"的誤差電壓(也即是實(shí)際輸出和設(shè)計(jì)的期望值之間的差距)長時(shí)間存在的話,就會(huì)不斷讓電容"積累電荷"以形成大的電壓去調(diào)整PWM ,如此同時(shí)比例控制隨著實(shí)際輸出和理想期望值的無限接近逐漸下降,它一定程度會(huì)減弱PWM 但此時(shí)積分電容的電壓的影響力是占絕對的優(yōu)勢的,占主導(dǎo)影響力.對時(shí)間積分:就是對存在的“客觀事物”在時(shí)間上的累計(jì),時(shí)間上的積累.積分的值的大小:在“客觀事物“的量一定的情況下,反映這個(gè)“客觀事實(shí)”存在多長時(shí)間,】,當(dāng)然,引如積分環(huán)會(huì)有"電壓過沖"和跟蹤時(shí)間長,比如積分電容較大,調(diào)整時(shí)間會(huì)加長,會(huì)影響電源的動(dòng)態(tài)特性.

尤其是輸出電壓同電壓基準(zhǔn)IC的相差越多....這里我說錯(cuò)了.實(shí)際上我當(dāng)時(shí)是考慮運(yùn)放的輸入失調(diào)的影響,而......

我明白您的意思了,您是說:因?yàn)檫\(yùn)放本身存在失調(diào)電壓,失調(diào)電流,以及為運(yùn)放作為線性放大器用的反饋電阻,以及克服偏置所用的平衡電阻的偏差,,,,等運(yùn)放固有的“敗筆”引起的放大誤差,[真正放大值+運(yùn)放本身帶來的誤差] Vs 期望基準(zhǔn)電壓.去控制PWM .即由運(yùn)放本身帶來的誤差引起的電源精度的問題,是這樣的嗎?楚天大師.

不知道楚天大師今天有沒有時(shí)間,幫看看我回的第19 和第20帖子.看小弟理解的對否?大家也幫我看看呀,謝謝啦.

路過,學(xué)習(xí)

這兩天較忙,沒來看.不好意思.

->開關(guān)電源控制信號是:變化的PWM (實(shí)際上也是通過反饋環(huán)變化的電平轉(zhuǎn)化而來的).這個(gè)觀點(diǎn)你同意嗎?
--電平這個(gè)概念并不適合.描述的沒有問題,不過如果還不能夠拋棄“電平”將不利于你后邊學(xué)習(xí).

->但是單純的比例環(huán)節(jié)無法解決Vo與Vr相差較小的時(shí)候所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)誤差,:就象是運(yùn)放電路的"虛短"概念,同相端電壓只能是和反相端電壓無窮地接近,永遠(yuǎn)也不可能真正意義上的相等.
--無窮小在這里并不是一個(gè)很恰當(dāng)?shù)谋扔?實(shí)際當(dāng)中,單純比例環(huán)節(jié)的誤差是比較大的.因?yàn)檫\(yùn)放只在DC段才有比較高的增益.

->比例控制隨著實(shí)際輸出和理想期望值的無限接近逐漸下降,它一定程度會(huì)減弱PWM 但此時(shí)積分電容的電壓的影響力是占絕對的優(yōu)勢的
--一旦積分電容的影響力占絕對優(yōu)勢,電源也就不穩(wěn)定了.注意,不論是積分還是微分,都是輔助比例環(huán)節(jié)工作的.就輸出幅度而言,一般不會(huì)超過0.2(數(shù)字PID).

->因?yàn)檫\(yùn)放本身存在失調(diào)電壓,失調(diào)電流,以及為運(yùn)放作為線性放大器用的反饋電阻,以及克服偏置所用的平衡電阻的偏差,,,,等運(yùn)放固有的“敗筆”引起的放大誤差
--是這樣的.不過運(yùn)放這里的問題很復(fù)雜.上面說的還偏重于直流分析.事實(shí)上動(dòng)態(tài)特性才是最難弄得.

實(shí)際上要理解好開關(guān)電源的工作過程,除了要好好的理解直流電路的靜態(tài)工作模式外,還要對交流時(shí)變電路有了解才可以.從你上面的分析來看,需要多多補(bǔ)充一些交流電路的分析.
基于直流工作點(diǎn)、偏置、電平這樣的靜態(tài)分析已經(jīng)不適用于開關(guān)電源的反饋環(huán)節(jié),所以要避免將新的知識往舊的上面套.這樣不利于迅速建立起新體系.