大家好,這里是大話硬件。我們來回顧一下前面8講的內(nèi)容,主要對(duì)下面的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了分析:
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系統(tǒng)框圖
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反饋環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)
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功率級(jí)傳遞函數(shù)
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PWM級(jí)傳遞函數(shù)
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傳遞函數(shù)計(jì)算
如果我們把開關(guān)電源看成是不同的電路模塊拼接而成,現(xiàn)在已經(jīng)知道了每個(gè)模塊的傳遞函數(shù),那么接下來的事情很簡單,按照閉環(huán)控制系統(tǒng)求解傳遞函數(shù)的方法求解就行。整個(gè)系統(tǒng)閉環(huán)起來就是下面這樣:
要求解上面系統(tǒng)的傳遞函數(shù),就必須知道輸入和輸出。輸出都知道是輸出電壓,但輸入是什么呢?
從上面的框圖可以看出 ,其實(shí)系統(tǒng)的輸入有兩個(gè),一個(gè)是輸入電壓Vin,另外一個(gè)是參考電壓Vref。
這么說可能不夠形象,我們找個(gè)電源芯片的規(guī)格書看一下。
這個(gè)框圖可以看出,電源內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的參考電壓,將這個(gè)電壓作為輸入,輸入到環(huán)路中。
假如我們將輸入電壓作為整個(gè)系統(tǒng)的輸入,輸出就是輸出電壓,那么傳遞函數(shù)就是輸出/輸入,其實(shí)這個(gè)在前面的文章中就已經(jīng)求解出來了,也就是功率級(jí)的傳遞函數(shù)。
所以,如果輸入電壓是系統(tǒng)的輸入,輸入只經(jīng)過了系統(tǒng)的一部分。假設(shè)我們將參考電壓作為整個(gè)系統(tǒng)的輸入,輸出還是輸出電壓,那么傳遞函數(shù);
化簡:
因此,如果參考電壓是系統(tǒng)的輸入,參考電壓會(huì)經(jīng)過環(huán)路。所以,整個(gè)系統(tǒng)的輸入是參考電壓,這里和我們常規(guī)的理解可能不一樣,需要從傳遞函數(shù)的角度理解一下。
有了上面的結(jié)論,再把前面每個(gè)模塊的傳遞函數(shù)級(jí)聯(lián)起來,就可以得到開關(guān)電源系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。當(dāng)然,研究開關(guān)電源的傳遞函數(shù)不是目的,目的是判斷電源系統(tǒng)是否穩(wěn)定。
針對(duì)傳遞函數(shù)的分母
如果分母為0,那么傳遞函數(shù)的值就是無窮大,也就是說在輸入信號(hào)為0的時(shí)候,輸出也會(huì)存在,也就是我們常說的自激振蕩。
要使系統(tǒng)不出現(xiàn)自激振蕩,就需要滿足一定的增益和相位條件,因此就引出了開關(guān)電源的穩(wěn)定性判據(jù)。之前的文章分析過,這里不再贅述。
而分母出現(xiàn)零的條件是
幅值:
相位:
從增益和相位使分母為零的條件看穩(wěn)定判據(jù),其實(shí)穩(wěn)定性判據(jù)就是要避免上述增益和相位的呈現(xiàn)!
分析到這里,我想很多人可能還是不太理解環(huán)路補(bǔ)償?shù)降资窃趺匆换厥?,下面我用比較好理解的方式概述一下。
第一步:對(duì)于一個(gè)固定的電源系統(tǒng),我們很容易求出控制到功率級(jí)的傳遞函數(shù);
第二步:我們把控制到輸出傳遞函數(shù)的波特圖畫出來,此時(shí)有相位和增益;
第三步:我們已經(jīng)掌握了一個(gè)電源要穩(wěn)定需要什么樣的穩(wěn)定性條件;
第四步:觀察第三步想要的增益和相位和實(shí)際第二步的增益和相位之間的差距,在什么頻率需要增加增益,在什么位置需要提升相位,需要增加幾個(gè)極點(diǎn),幾個(gè)零點(diǎn),看圖說話就能判斷出來。
第五步:經(jīng)過第四步的分析,基本知道了補(bǔ)償系統(tǒng)需要提供哪些特性,因此利用放置零極點(diǎn)法,很容易將H(s)的特征表示出來;
第六步:結(jié)合我們之前分析的電壓型和電流型分別有3種形態(tài),通過放置合適的零極點(diǎn)來滿足第5步的H(s);
將符合要求的H(s)加入到反饋中,整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)變得穩(wěn)定,也就是實(shí)現(xiàn)了想要的增益和相位。以上就是對(duì)開關(guān)電源環(huán)路補(bǔ)償?shù)睦斫?。沒有非常深的理論,也沒有較多的公式,先幫大家建立起對(duì)環(huán)路補(bǔ)償這件事到底是什么樣的認(rèn)知,有了這樣的理解后,后面再針對(duì)一些細(xì)節(jié)進(jìn)行分析會(huì)容易很多。