全桥隔离变换器及其补偿网络设计

  • 控制环路的带宽决定了环路对于某种瞬态状况的响应速度

  • 通常都会优先选择较高的交越频率,但存在着实际的限制。经验法则是将其设定为开关频率的1/5至1/10

  • 0°(增益裕量)时的衰减以及开关频率下的衰减也是很重要的

  • 需要充足的相位裕量以避免发生振荡

  • 最佳的相位裕量是52°

  • 低相位裕量将导致欠阻尼的系统响应

  • 较高的相位裕量则导致过阻尼的系统响应

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电源输出的控制方式有两种,分别是电流模式和电压模式。在大部分应用中,电源通常作为电压源,即电压保持恒定不变,而电流则从0到满量程变化。这种情况下,电源采用电压控制模式,它会将电压控制在一个固定的输出值,并根据负载情况来调节电流的变化。这两种模式都可以用于控制电源的连续输出,但不能同时使用。通过使用快速响应的调节电路,可以自动切换这两种模式。提供电压模式和电流模式的控制方式,客户可以在任何运行条件下控制电源的最大电压或最大电流输出^1

电流模式电路具有频带宽、转换速率高、能量消耗低、高频性能良好等优点。基本的电流模式控制使用振荡器作为固定频率时钟,并利用从输出电感器电流中获取的信号替代斜坡波形。通过使用 Vin - Vo 确定的斜率上升的电感器电流,电流模式控制可以立即响应输入电压的变化,消除了延迟响应和随输入电压变化而发生的增益变化。由于误差放大器用于控制输出电流而不是电压,输出电感器的影响被降到最低,滤波器只为反馈环路提供单个极点(至少在关注的正常区域内),相较于类似的电压模式电路,简化了补偿并获得了更高的增益带宽。采用电流模式电路的额外好处包括固有的逐个脉冲电流限制(只需对来自误差放大器的控制信号进行限制),以及在多个电源单元并联时易于实现负载。

以下有4个控制方式:Buck电压模式和电流模式、Boost电流模式和Buck-Boost电流模式。

Buck电压模式模型

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Buck电路模式模型

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Boost电流模式模型

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Buck-Boost电流模式模型

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这里,LC构成双重极点是因为做了近似。

对于分母来说,$R_0>>R_{ESR}>>L_0,C_0$,分母除以R0,则为:

$L_0C_0s^2(1+\frac{R_{ESR}}{R_0})+s(\frac{L_0}{R_0}+C_0R_{ESR})+1$

$\frac{R_{ESR}}{R_0}≈0$

$\frac{L_0}{R_0}≈0$

$C_0R_{ESR}≈0$

故可等效为:

$L_0C_0s^2+1$

s=jw,即可推算出双重极点。

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Reference