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(多图)开关电源的建模和环路补偿设计(2):环路补偿设计实例

Henry Zhang?? 凌力尔特公司电源产品应用工程经理?? 2015年04月23日 ?? 收藏1

电源环路补偿设计常常被看作是一项艰难的任务,对经验不足的电源设计师尤其如此。在实际补偿设计中,为了调整补偿组件的值,常常需要进行无数次迭代。对于一个复杂系统而言,这不仅耗费大量时间,而且也不够准确,因为这类系统的电源带宽和稳定性裕度可能受到几种因素的影响。本应用指南针对开关模式电源及其环路补偿设计,说明了小信号建模的基本概念和方法。本文以降压型转换器作为典型例子,但是这些概念也能适用于其他拓扑。

本文第一部分:开关电源的建模和环路补偿设计(1)

电流模式转换器的环路补偿设计

在图 16 和图 21 中,具闭合电流环路的功率级 Gcv(s) 由功率级组件的选择决定,主要由电源的 DC 规格 / 性能决定。外部电压环路增益 T(s) = GCV(s)● A(s)● KREF(s) 因此由电压反馈级 KREF(s) 和补偿级 A(s) 决定。这两个级的设计将极大地决定电源的稳定性和瞬态响应。

图 21:反馈环路设计的控制方框图
图 21:反馈环路设计的控制方框图

总之,闭合电压环路 T(s) 的性能由两个重要参数决定:环路带宽和环路稳定性裕度。环路带宽由交叉频率 fC 量化,在这一频点上,环路增益 T(s) 等于1 (0dB)。环路稳定性裕度一般由相位裕度或增益裕度量化。环路相位裕度φ