电源反馈设计速成篇之一建模篇 (Voltage mode, CCM)

电源反馈设计速成篇之一:建模篇(Voltagemode,CCM)以buck为例.Buck昀简单,容易理解.电压模式,电流连续为昀基础的工作方式,也是其他方式的基础.图1为Buck电路,开关的占空比为D.RC为电容C的ESR.电感L的ESR为RL.R为负载电阻.虚线中的部分为开关工作方式,如果将其等效平均电路模型替换,既可得到整个电路的平均电路模型.其中a为active有源端接开关,p为无源端接二极管,c为公共端接电感.图2为虚线中的部分等效平均电路模型,Vap为ap电压,Ic为c端电流.D为DC占空比,d为AC扰动占空比.图3为Buck的等效平均电路模型.VgDLRCCRRLapc图1.Ic*dd*Vap/D1apcD图2.Ic*dd*Vap/D1DLLRCCRLVg图3.开环控制到输出传递函数Gvd:202011ωωωsQssRRRVGzLgvd+++⋅+⋅=,CRCz1=ω,RRRRLCCL++⋅=1110ω,)(110LLCLRRRRRCRRLQ+⋅+⋅++⋅=ω有LC双极点和一个电容ESR零点。锯齿波电压峰峰值为Vm,则调制部分为:mmVF1=补偿器设计为As,则开环回路增益为:vdmsGFAT−=反馈设计的目的是设计As得到希望的T,因为Fm和Gvd是决定于其他因素的(效率,频率等等).例子:30V/15Vbuck参数如下Vin30:=D0.5:=L50106−⋅:=R5:=C100106−⋅:=fs100103⋅:=Rc50103−⋅:=Vm3:=Vo15:=fs105:=Ts1fs:=Ts1105−×=RL50103−⋅:=开环控制到输出传递函数Gvd:双极点使相位接近180度而电容ESR零点拉回90度。幅值斜率双极点后为-40db/dec，ESR零点后为-20db/dec.0.010.11101001.1031.1041.1051.1061.107806040200204060LoopGain(Magnitude)gainGvd2iπ⋅fn⋅()()fn0.010.11101001.1031.1041.1051.1061.1071801501209060300306090LoopGain(Phase)phaseGvd2iπ⋅fn⋅()()fn