開關電源環路穩定性分析(四)
發布時間:2022-12-13 責任編輯:lina
【導讀】zaikaiguandianyuandexitongzhong,yaoxiangshiqishuchudianyawending,keyiduishuchudianyajinxingjiankong,ranhoutiaojiekaiguanguandekaitongheguanduan,zhezhongfangshibeichengweidianyakongzhimoshi。
在前3jiefenxileyigekaihuandianyuanshiruhegongzuode,kaihuandianyuandebiduanyehenmingxian,wufaweichishuchudewending,bunengkangraodong,wufadedaowomenxiangyaodedianyadengdeng。yinci,kaiguandianyuandebihuanhuanluduiwendingxinglaishuofeichangzhongyao。
zaikaiguandianyuandexitongzhong,yaoxiangshiqishuchudianyawending,keyiduishuchudianyajinxingjiankong,ranhoutiaojiekaiguanguandekaitongheguanduan,zhezhongfangshibeichengweidianyakongzhimoshi。
當(dang)然(ran),除(chu)了(le)檢(jian)測(ce)輸(shu)出(chu)的(de)電(dian)壓(ya)可(ke)以(yi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)穩(wen)定(ding),其(qi)實(shi)檢(jian)測(ce)電(dian)感(gan)輸(shu)出(chu)的(de)電(dian)流(liu)同(tong)樣(yang)可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)穩(wen)定(ding),將(jiang)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu)相(xiang)結(jie)合(he)的(de)方(fang)式(shi),就(jiu)是(shi)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)模(mo)式(shi)。下(xia)麵(mian)是(shi)電(dian)壓(ya)控(kong)製(zhi)模(mo)式(shi)的(de)框(kuang)圖(tu):

Rf為輸出電壓取樣電阻,EA為誤差放大器。COMP為比較器,邏輯與驅動為MOS管的驅動電路。現假設輸出電壓升高,則VFB電壓增加,此時輸出電壓Vc減小,則占空比會減小,輸出電壓減少,電路中關鍵點的波形如下:

shangmianzhezhongfangshifeichangjiandandejiunengkongzhishuchudianyadewending。tongguocaiyang,fangdahebijiaojiunengdedaobutonggaodidianpingdefangbocongerlaigaibiankaiguanguandekaitongheguanduanshijian,nadaodishiruheshixiandene?
根據前麵推導的Buck變換器的輸入和輸出關係表達式:

很明顯要維持這個等式的平衡,當輸入電壓變化或者輸出電壓變化,隻有改變D才能可能使等式一直平衡。從上麵的電壓控製也能看出來。

所以在改變D的時候,我們可以有下麵幾種方法:
(1)維持分母T不變,隻改變ton的時間,波形如下:

(2)維持分子ton必變,隻改變T的時間,波形如下:

(3)維持分子ton/T不變,同時改變ton和T的時間,波形如下:

上述三種改變D的方式分別對應了PWM,PFM以及PWM和PFM混合調製的方式來控製開關管的占空比。
搭建電壓控製模式的電源係統,VFB設定為3V,分為電阻為兩個10K,因此輸出電壓為6V。

可以看出輸出電壓為6V和我們設定的基本一致。

同時,在後麵的時間內,輸出電壓不穩定。

說明這個係統不穩定,我們仿真電源的增益和相位曲線。


從仿真波形可以看出,相位在-180°的頻率非常多,在穿越頻率處,相位裕度基本為0,說明係統確實不穩定。
總結一下:使(shi)用(yong)電(dian)壓(ya)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)的(de)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi),可(ke)以(yi)使(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)滿(man)足(zu)我(wo)們(men)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)要(yao)求(qiu),但(dan)存(cun)在(zai)係(xi)統(tong)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)情(qing)況(kuang)。通(tong)過(guo)不(bu)同(tong)的(de)方(fang)式(shi)改(gai)變(bian)驅(qu)動(dong)開(kai)關(guan)管(guan)的(de)占(zhan)空(kong)比(bi),就(jiu)能(neng)調(tiao)節(jie)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)的(de)關(guan)係(xi)。

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