發(fā)現(xiàn)幾個(gè)問題,經(jīng)反復(fù)琢磨和查閱相關(guān)資料,寫來看看,大家看是否正確。
1 負(fù)載電流和占空比有關(guān)系嗎?
分連續(xù)和不連續(xù)來說明。工作在連續(xù)模式下,我們可以很容易的得出BUCK變換器的占空比的公式:D=Vo/Vi;同意也可以很容易的推出boost,buck-boost或者反激,正激拓?fù)涞?,的占空比公式來,但是無一例外的里面沒有包含負(fù)載電流項(xiàng)。是否可以得出占空比和負(fù)載電流無關(guān)?好,來看看電路工作過程,以BUCK電路為例,假如負(fù)載加重,那么,輸出電壓肯定會(huì)瞬間降低,檢測(cè)電路立即感應(yīng)到這一變化,它會(huì)立即增加導(dǎo)通時(shí)間,使電感儲(chǔ)能增加,其電流上升斜坡加長(zhǎng),而關(guān)斷時(shí)間就相對(duì)減小,下降會(huì)比上升減小,已使電感電流斜坡中值提升,因?yàn)殡姼行逼轮兄禌Q定了負(fù)載電流IO,于是占空比肯定變大,但是,如果繼續(xù)保持該占空比,電感上升的電流>下降的電流,不可能達(dá)到平衡,同時(shí),該占空比有趨于使輸出電壓上升的趨勢(shì),于是控制電路再次修正,使占空比回到先前負(fù)載未變的狀態(tài),使電感電流上升=下降電流,達(dá)到平衡,同時(shí),電感斜坡中值已經(jīng)被提升了,滿足了IL=Io(僅限BUCK,其他拓?fù)涓伎毡扔嘘P(guān)系,但中值決定了負(fù)載電流),保證了負(fù)載電流增加;假如工作在不連續(xù)模式,則對(duì)于BUCK電路來說,上面的占空比公式就不成立了,負(fù)載電流的上升,必然導(dǎo)致電感的電流斜坡中值上升,所以,導(dǎo)通時(shí)間必須增加,故,占空比一定改變。物理規(guī)律相互印證,不論你從那個(gè)角度看,都完美服從。

2 紋波電壓和負(fù)載電流有關(guān)系嗎?
表面上,負(fù)載越大,紋波電壓應(yīng)該越大,其實(shí)不然,工作在連續(xù)模式下,負(fù)載電流增加,導(dǎo)致電感斜坡中值增加,但是占空比不變,電感上升=下降,沒有改變,所以提供給負(fù)載和濾波電容的紋波電流不變,是否會(huì)認(rèn)為負(fù)載加重了,輸出電容電壓紋波會(huì)變化,可是別忘了,電感中的斜坡中值加大了,滿足了負(fù)載的要求,不可能改變,實(shí)際測(cè)試中也大致如此,那么什么決定輸出電壓紋波呢?伏秒數(shù),D,f,輸出濾波電容的容量(和ESR),測(cè)試時(shí)不同的電流在導(dǎo)線上會(huì)產(chǎn)生壓降,但大致如此,不會(huì)有太大的變化,而工作于不連續(xù)模式下,一定會(huì)變化,因?yàn)檎伎毡菵已經(jīng)改變了。
3 RCC 變換器的工作頻率是反饋(偏置繞組)端的R,C決定的嗎?
很多人認(rèn)為RCC的震蕩頻率和這個(gè)電容,電阻有關(guān),用三級(jí)管構(gòu)成的RCC變換器做說明,因?yàn)榘凑找话愕碾娐返姆治?,加電后,開關(guān)管開始導(dǎo)通,反饋?zhàn)⑷牖鶚OIC增加,VCE減小,一次線圈電壓增加,反饋繞組電壓增加,使注入基極的電流增加,該反饋是一個(gè)正反饋,很快開關(guān)管就飽和導(dǎo)通,一次電感中的電流線性增加,反饋的這個(gè)電容隨著充電,上面建立的電壓會(huì)使基極注入的電流減小,當(dāng)減小到使開關(guān)管推出飽和進(jìn)入放大區(qū),VCE增加,則一次線圈的電壓減小,反饋繞組電壓也隨之減小,于是注入基極的電流減小,很快,開關(guān)管就截止,然后能量通過二次側(cè)傳遞給負(fù)載。于是會(huì)認(rèn)為振蕩頻率和RC的 值有關(guān)。但是按照能量守恒 Ef=VO*IO;1/2 *Li2=VO*IO/f;經(jīng)過更加詳細(xì)的計(jì)算會(huì)發(fā)現(xiàn),里面根本沒有R,C他們這兩項(xiàng),既然公式已經(jīng)證明了,很明顯沒有關(guān)系,解釋如下:在加電的第一個(gè)周期很顯然,RCC的振蕩頻率完全是由這個(gè)RC值決定的,因?yàn)檩敵鲭娙萆线€沒有建立電壓,控制電路不起作用,當(dāng)輸出電壓建立起來后,控制電路會(huì)檢測(cè)輸出電壓并且進(jìn)行控制,一般是通過光耦然后去分掉一部分注入開關(guān)管的電流,所以注入開關(guān)管的電流應(yīng)該是反饋支路和控制分掉的電流之和。電路達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí),只要輸入電壓不變,負(fù)載電流不變化,則流過一次的峰值電流即(0.5L*i2)不變,電路必然只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)與之對(duì)應(yīng),否則,這樣的拓?fù)洳豢煽?。既然流過一次的峰值固定,(RCC工作在臨界模式下)那么即使你把反饋的電容加大一點(diǎn),控制電路必然會(huì)修正到對(duì)應(yīng)該負(fù)載和該輸入電壓的對(duì)應(yīng)的一次峰值電流,而Dt=L*di/vin;該時(shí)間(導(dǎo)通時(shí)間)是固定值,所以即使加大該電容,控制電路會(huì)使分掉的電流增加,依然保證注入基極的電流數(shù)值能滿足導(dǎo)通時(shí)間不變,前面已經(jīng)說過,只要負(fù)載電流不變,輸入電壓不變,開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間必然是不變的;那么這個(gè)RC的值決定了什么呢?它們決定了開關(guān)管的最大導(dǎo)通時(shí)間,即控制電路不作用,不分掉注入開關(guān)管的基極電流,這個(gè)RC值決定了開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間,這個(gè)狀態(tài)振蕩頻率是由RC決定的,但是電源在正常工作時(shí),必然使注入開關(guān)管的電流被分掉一部分,有一個(gè)正負(fù)范圍的可調(diào),所以是控制分掉的電流和反饋?zhàn)⑷氲碾娏鞴餐瑳Q定了開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間,但是這個(gè)導(dǎo)通時(shí)間又必須受負(fù)載電流和輸入電壓決定。電阻R決定了注入開關(guān)管基極的電流最大值,C不能太大或太小,我測(cè)試過,修改該電容,只要不是太大或者太小,電路依然穩(wěn)定工作,因?yàn)榭刂齐娐芬廊挥心芰M(jìn)行修正,即保證在控制電路的控制范圍之內(nèi)即可,當(dāng)然需要設(shè)置合適的RC值保證驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的電流合適。如果過大或者過小電路就不穩(wěn)定了。所以該電容和電阻不需要很精確。也不是很多分析說的什么定時(shí)電容,顧名思義,定時(shí)就是要精確,其實(shí)不然,所以RCC振蕩頻率和負(fù)載電流,輸入電壓有關(guān),而不是反饋RC決定的,RCC推導(dǎo)的公式都首先說明了問題。
3 控制問題
比如,對(duì)三極管光耦構(gòu)成的RCC變換器,RCC震蕩頻率跟負(fù)載和輸入電壓有關(guān)。假如其輸入電壓從V1增加到V2,則輸出電壓VO1上升到VO2,控制電路中的光耦導(dǎo)通增強(qiáng),對(duì)注入開關(guān)管的基極電流分掉的增加,使其提前截止,使輸出降低到VO1,但是輸出降回VO1后,光耦流過的電流恢復(fù)到先前的狀態(tài),分掉開關(guān)管基極的電流也恢復(fù)到先前的值,但是輸入明明到了V2,那么又會(huì)使輸出上升到VO2,控制又修正;反過來如果輸入下降,豈不是在VO1和比其低的一個(gè)設(shè)為VO3的電壓之間反復(fù),這樣看就得不到一個(gè)穩(wěn)定的VO1,控制電路不斷的修正,停止修正,修正,這不等同于振蕩?如果這樣,輸出波形應(yīng)該能看到,但是測(cè)試得到的確實(shí)一個(gè)穩(wěn)定的VO1,請(qǐng)問是怎么個(gè)過程?穩(wěn)定是怎么獲得的?控制最終會(huì)穩(wěn)定在那個(gè)點(diǎn)?
上面的問題在于沒有注意到輸出電壓精度這個(gè)問題;如果輸入升高,輸出肯定會(huì)升高的,即使控制電路進(jìn)行修正,依然會(huì)有升高,這個(gè)升高的電壓保證了系統(tǒng)穩(wěn)定,處在了一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài),而我們一般在儀器上看不到,因?yàn)榭刂骗h(huán)的增益很大,如上述,假如輸入升高,需要分掉注入開關(guān)管基極電流,而在光耦端只需要很小的增加電流即可,因?yàn)榭刂骗h(huán)的增益很大,系統(tǒng)會(huì)修正到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài),如果控制環(huán)路增益為無窮大,則絕對(duì)會(huì)保證精確的回到VO1,實(shí)際不可能,所以,輸出必然有增加或者降低,但是非常小,所以基本上的儀器反映不出來。這個(gè)誤差就是開關(guān)電源的精度問題。所以,如果要保證輸出,控制環(huán)節(jié)要設(shè)計(jì)很高的增益。
上面是我最近得出的一點(diǎn)拙見。希望大家指正