开关电源的建模和环路补偿必发365设计(下)

2020-04-30 21:02字体:
  

  输出电压可能由闭合的反应环道编制调理。比方,正在图 12 中,当输出电压 VOUT上升时,反应电压 VFB上升,负反应差错放大器的输出降低,于是占空比 d 降低。结果,VOUT被拉低,以使 VFB= VREF。差错运算放大器的积蓄收集可能是 I 型、II 型或 III 型反应放大器收集。只要一个掌管环道调理 VOUT。这种掌管本领称为电压形式掌管。凌力尔特公司的 LTC3861 和 LTC3882即是样板的电压形式降压型掌管器。

  为了优化电压形式 PWM 转换器,如图 13 所示,平淡需求一种纷乱的 III 型积蓄收集,以依靠富足的相位裕度策画一个神速环道。如等式 7 和图 14 所示,这种积蓄收集正在频率域有 3 个顶点和两个零点:低频积分顶点 (1/s) 供应高的 DC 增益,以最大控制减小 DC 调理差错,两个零点就寝正在编制谐振频率 f0左近,以积蓄由功率级的 L 和 C 惹起的 180 相位延迟,正在 fESR处就寝第一个高频顶点,以毁灭 COUTESR 零点,第二个高频顶点就寝正在念要的带宽 fC以外,以衰减反应环道中的开闭噪声。III 型积蓄相当纷乱,由于这种积蓄需求 6 个 R/C 值。找到这些值的最佳组合是个极端耗时的义务。

  图 14:III 型积蓄 A(s) 供应 3 个顶点和两个零点,以实行最佳的总体环道增益 TV(s)

  为了简化和自愿化开闭形式电源策画,凌力尔特开辟了 LTpowerCAD 策画器材。这器材使环道积蓄策画义务变得简陋众了。LTpowerCAD 是一款可正在 免费下载的策画器材。该软件助助用户采用电源处置计划、策画功率级组件以及优化电源结果和环道积蓄。如图 15 例子所示,就给定的凌力尔特电压形式掌管器而言 (比方 LTC3861),必发365其环道参数可用该策画器材筑模。看待一个给定的功率级,用户可能确定顶点和零点身分 (频率),然后依据该软件的诱导,带入切实的 R/C 值,及时搜检总体环道增益和负载瞬态本能。之后,策画计划还可能输出到一个 LTspice 仿真电道上,实行及时仿真。

  图 15:LTpowerCAD 策画器材减轻了电压形式转换器 III 型环道策画的仔肩

  简单环道电压形式掌管受到极少节制。这种形式需求相当纷乱的 III 型积蓄收集。环道本能可以随输出电容器参数及寄素性转化而显示大幅改化,更加是电容器 ESR 和 PCB 走线阻抗。一个牢靠的电源还需求神速过流爱戴,这就需求一种神速电流检测本领和神速爱戴比力器。必发365看待需求良众相位并联的大电流处置计划而言,还需求一个特地的电流均分收集 / 环道。

  给电压形式转换器添补一个内部电流检测通道和反应环道,使其形成一个电流形式掌管的转换器。图 16 和 17 显示了样板峰值电流形式降压型转换器及其事务格式。内部时钟接通顶端的掌管 FET。之后,只须所检测的峰值电感器电流信号到达放大器 ITH 引脚电压 VC,顶端的 FET 就断开。从观点上来看,电流环道使电感器成为一个受控电流源。于是,具闭合电流环道的功率级形成了 1 阶编制,而不是具 L/C 谐振的 2 阶编制。结果,功率级顶点惹起的相位滞后从 180 省略为约 90。相位延迟省略使积蓄外部电压环道变得容易众了。相位延迟省略还下降了电源对输出电容器或电感转化的敏锐度,如图 18 所示。

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