网站首页
IC库存
IC展台
电子资讯
技术资料
PDF文档
我的博客
IC72论坛
ic72 logo
资料首页最新产品 技术参数 电路图 设计应用 解决方案 代理商查询 IC替换 IC厂商 电子辞典
关键字: 技术文章 PDF资料 IC价格 电路图 代理商查询 IC替换 IC厂商 电子辞典

反激开关电源架构与电子电路设计盘点

    频域分析是开关变换器的设计难点,困扰着不少电源工程师,从工程应用、理论建模和软件仿真三方面入手,结合的反馈控制技术,为大家揭开反激开关电源频域分析设计的神秘面纱!

  反激开关电源架构与电子电路设计盘点

  1SSR与PSR架构对比

  SSR直接采样输出电压,无静差控制;PSR采样供电绕组,估算输出电压,有静差控制。

  SSR对变压器工艺要求不高;PSR对变压器工艺要求高,通常需要R3减小漏感振荡和R2加速断开VDD回路。

  SSR环路补偿器外置;PSR环路补偿器集成于芯片。

  SSR环路不稳通常由环路补偿器设置不当引起; PSR环路不稳通常由采样引起。

  反激开关电源架构与电子电路设计盘点

  2闭环系统稳定条件

  反激开关电源架构与电子电路设计盘点

  闭环系统稳定的条件是开环传递函数TcPvK不为-1,在伯德图上定义了相位裕量和增益裕量来判断稳定性。

  3稳定性判断方法

  建模法 利用状态空间平均法或电路平均法推导出系统各个环节的传递函数,用相关软件绘出开环传递函数的Bode图。

  仿真法 利用仿真软件的AC Sweep功能,扫描出开环传递函数的Bode图。

  测量法 利用频率响应分析仪在电源反馈回路注入不同频率信号调制变换器,并获取电源输出端的响应信号,从而测量出开环传递函数的Bode图。

  反激开关电源架构与电子电路设计盘点

  4控制对象建模 PWM调制

  PWM控制:固定开关频率,调整导通占空比控制输出电压。功率管的开通时刻由内部时钟决定,当Ip电流等于参考电流Ipref(电压环产生)时关断功率管。

  反激开关电源架构与电子电路设计盘点

  利用平均法可推导出控制对象传递函数:

  反激开关电源架构与电子电路设计盘点


  PFM调制

  PFM控制:固定Ipref,调整开关频率控制输出电压。

  反激开关电源架构与电子电路设计盘点

  利用电路平均法可推导出控制对象传递函数:

  DCM控制对象

  反激开关电源架构与电子电路设计盘点

  6SSR与PSR稳定性对比

  反激开关电源架构与电子电路设计盘点

  SSR由于环路补偿器外置,且采样环节工作在线性区,可通过FRA法,准确得到开环传递函数Bode图;

  PSR由于环路控制器集成,且反馈回路工作在强非线性区(脉冲采样变压器辅助绕组,估算输出电压),FRA法不再适用。

  SSR控制对象只有90度相移(忽略高频右半平面零点),但叠加环路补偿器的纯积分的90度相移,存在不稳定可能(-180度),需靠合理设计零点来提升相位裕量和增益裕量;

  PSR环路补偿器由于没有纯积分,开环传递函数达不到180度相移,不存在环路上的不稳定情况(假定芯片内置极点合理)。

  环路分析实例

  以AP8267为例,电源工作在PWM模式,简化等效电路模型,如下图,可推导出各个环节的传递函数。

  反激开关电源架构与电子电路设计盘点

  总结:理论分析和FRA仿真结果完全一致:直流增益相同,均有30dB(10Hz);穿越频率接近:在600Hz的相移均为80度;在高频10k处,均衰减-20dB。

  开环传递函数对比

  反激开关电源架构与电子电路设计盘点

反激开关电源架构与电子电路设计盘点

  总结:理论分析和FRA仿真结果完全一致: 直流增益相同,均有45dB(10Hz),可实现无静差控制;穿越频率在1kHz附近,相位裕量有90度,裕量充足;在高频10k处,均衰减-20dB以上,抗干扰性强。

热门搜索:01C1001JF 02C1001JF 2839211 TLP604TEL B20-8000-PCB PSF2408 PS3612RA SBB2808-1 02M1001JF 2839224 SPS-615-HG BQ25895MRTWR 2920120 TLP602 2856087 TLP808 BSV17-16 TLP74RB RS1215-RA 6SPDX BTA12-800TWRG LC1200 2839240 02T5000JF BT152-500R/600R
COPYRIGHT:(1998-2010) IC72 达普IC芯片交易网
客户服务:service@IC72.com 库存上载:IC72@IC72.com
(北京)联系方式: 在线QQ咨询:点击这里给我发消息 联系电话:010-82614113 传真:010-82614123
京ICP备06008810号-21 京公网安备 11010802032910 号 企业资质