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環路補償驗證及優化設計
閱讀: 3715 |  回復: 10 樓層直達

2019/04/14 15:35:05
1
boy59[版主]
電源幣:692 | 積分:118 主題帖:57 | 回復帖:291
LV9
軍長

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  關于環路補償首先想到的是小信號建模然后依此模型進行參數補償,這其中會涉及到零點、極點、穿越頻率、相位余量、增益余量和中頻帶寬等相關概念。參照資料中的參考量進行設置環路一定是穩定的但不一定是最優的。因為這里的分析都是基于小信號條件下,實際電路是會存在大信號條件的,如何優化大信號的動態響應用小信號模型是無能無力的了。

  最直觀的就是通過時域波形對環路進行驗證,這里準備用時域方程來驗證頻域中的各個概念同時嘗試對大信號補償進行優化設計。

                                                圖1-1 buck電路動態時域波形仿真與計算對比

2019/04/15 09:09:14
2
電源網-fqd
電源幣:5059 | 積分:15071 主題帖:451 | 回復帖:5060
LV11
統帥
2019/04/15 10:25:37
3
boy59[版主]
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LV9
軍長
2019/04/15 11:50:33
4
功成身退
電源幣:0 | 積分:3 主題帖:1 | 回復帖:2
LV1
士兵
前排聽講
2019/04/15 20:59:13
5
hunter4051
電源幣:73 | 積分:0 主題帖:7 | 回復帖:106
LV5
營長
搬個凳子,前排聽講。。。。
2019/04/15 22:16:07
6
boy59[版主]
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LV9
軍長

1、同穿越頻率(20kHz)、同相位余量(40度),不同“條件穩定”情況下的時域動態波形對比。

條件穩定對動態時域波形的影響 

                               1-2 不同“條件穩定”動態時域波形對比

2019/04/15 22:41:23
7
boy59[版主]
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LV9
軍長

2、設置相同相位余量(40度)、近似的“條件穩定”,不同穿越頻率下的動態時域波形如下:

穿越頻率5kHz~30kHz 

                               1-3 不同穿越頻率下的動態時域波形

2019/04/15 22:55:47
8
boy59[版主]
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LV9
軍長

3、同穿越頻率(20kHz)不同相位余量波形對比(10~90度)

相位余量10~90度 

                                1-4 不同相位余量動態時域波形對比

2019/04/15 23:11:08
9
boy59[版主]
電源幣:692 | 積分:118 主題帖:57 | 回復帖:291
LV9
軍長

從上面的三次仿真中似乎可以找出一個規律,后續會增大負載擾動讓動態特性更明顯些以及更改電感、電容等功率級電路參數以期得出功率電路的優化設計方法。

2019/04/16 14:42:33
10
xinwoody
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LV3
排長
2019/04/16 22:51:46
11
boy59[版主]
電源幣:692 | 積分:118 主題帖:57 | 回復帖:291
LV9
軍長

上述仿真為輸入30V輸出12VBuck電路,參數參考下圖:

仿真電路圖 

                                               1-5 Buck仿真電路

現在設置負載2歐姆~20歐姆之間跳變、穿越頻率20kHz、相位余量45度在不同“條件穩定”下的計算頻域、時域波形如下:

大負載擾動 

                                         1-6 大負載跳變不同條件穩定對比

從這張圖中似乎可以獲得這樣一個信息,條件穩定處(雙極點附近)的相位余量同穿越頻率處的相位余量有著相似的特性,區別是前者針對大信號后者針對小信號。

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