& 开关电源环路补偿计算及辅助软件Mathcad的应用
开关电源环路补偿计算及辅助软件Mathcad的应用
摘 要：开关电源的环路补偿对电源系统的稳定性、可靠性起着决定作用,因此如何设计出合理可靠的补偿参数十分重要。介绍开关电源环路补偿的条件,并以BUCK电路为例进行环路补偿电路选择及补偿电路元件参数的计算。
【题　名】开关电源环路补偿计算及辅助软件Mathcad的应用
【作　者】王云 韩立峰
【机　构】北京全路通信信号研究设计院有限公司 北京100075
【刊　名】《铁路通信信号工程技术》2013年 第5期 100-102页　共3页
【关键词】环路补偿 Buck电路 Mathcad
【文　摘】开关电源的环路补偿对电源系统的稳定性、可靠性起着决定作用,因此如何设计出合理可靠的补偿参数十分重要。介绍开关电源环路补偿的条件,并以BUCK电路为例进行环路补偿电路选择及补偿电路元件参数的计算。
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装置。4. 图像清晰度不高、细节部分丢失、严重时会出现彩色信号丢失或色饱和度过小。这是由于图像信号的高频端损失过大，以3MHz以上频率的信号基本丢失造成的。这种情况或因传输距离过远，而中间又无放大补偿装置；或因视频传输电缆分布电容过大；或因传输环节中在传输线的芯线与屏蔽线间出现了集中分布的等效电容造成的。5. 色调失真。这是在远距离的视频基带传输方式下容易出现的故障现象。主要原因是由传输线引起的信号...
供应装置精确设定各个相位的负载周期。数字控制的其它优点包括可编程能力、缩短研发时间、减少零件数目、更不容易受到零件老化和工作环境的影响、生产物流更方便以及成本更低。 数字控制和模拟控制不同，它会因为反馈参数的量化和计算时间而出现延迟。为了将延迟时间减至最少，数字控制功能会提供很高的数据吞吐量和很小的延迟时间，其中又以环路补偿和DPWM调制算法更是如此。数字控制器虽有不同设计方式，但最常见的实作方法...
对电源设计工程师来讲，要保证电源的稳定工作，必须进行环路的稳定性工作，这篇文档详细告诉我们电源设计时 环路的PI 调节、PID调节的设计方法和参数选择的有关细节！...
电压和负载（干扰）影响和对开关频率纹波抑制。一般功率电路、滤波和PWM发生电路增益低，只有采用运放（误差放大器）来获得高增益。再有，由于输出滤波器有两个极点，最大相移180°，如果直接加入运放组成反馈，很容易自激振荡，因此需要相位补偿。根据不同的电路条件，可以采用Venable三种补偿放大器。补偿结果既满足稳态要求，又要获得良好的瞬态响应，同时能够抑制低频纹波和对高频分量衰减。6.4.1 概述……...
谐振器Q值已接近金属空腔谐振器。因此，振荡器的相位噪声较低，介质振荡器的温度系数很容易控制，可以与FET电路互相补偿，使介质振荡器具有很高的频率稳定度。因此，介质振荡器已广泛用于各类微波系统中。2.振荡器的设计介质稳频FET振荡器，具有共栅极、共源极及共漏极三种振荡电路形式。高Q介质腔作为振荡电路中的一个元件，也可以作为反馈电路元件和振荡电路负载的一部分。根据DR对振荡电路的不同耦合方式和所起的作用...
在开关电源的设计调试中，环路稳定性的设计和分析一直是困扰新进工程师的问题，同时也是最能引起讨论的最有意思的话题。电源开发工程师的技术实力，也往往可以通过对环路理论与实践的理解程度来体现。本课程通过逐个分析开关电源环路中的三大部分 – 功率级， 调制级，补偿级 – 的频率特性，分享了TI的电源管理应用工程师对环路设计及分析的理解。通过本课程您可以看到，其实环路补偿可以很简单。
课程链接...
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变压器的初、次级线圈组成的电路，但它的干扰会通过感应对其它电路产生辐射和传导干扰，传导干扰和辐射干扰最严重的地方是电源线，因为电源线很容易成为辐射源的半波振子天线，另外它又与外线路进行连接，很容易把干扰信号传输给其它设备。所以在开关电源的输入端一定要对电源线进行有效隔离。
　　3、降低变压器的温升有什么具体方法？
　　专家解答：降低变压温升的方法一个是降低变压器磁芯的最大磁通增量（Bm）的取值...
比较容易的。:pleased:
那个R40+R82+R83可以全部短路，以获得最大的动态范围。R46+R42也可以短路（或者保留一个较小的阻值）。
本帖最后由 PowerAnts 于
23:07 编辑
我有一个疑问: 整个环路当中, 没有一个积分元件, 任何一个部位的噪声都会被放大整形.
各部份增益:
IC6: 50dB (按5KHz计, R34+R28太大...
变压器反射电压（即占空比）
　　有网友提到开关电源的反馈环路的参数设置，工作状态分析。由于在上学时高数学的比较差，《自动控制原理》差一点就补考了，对于这一门现在还感觉恐惧，到现 在也不能完整写出闭环系统传递函数，对于系统零点、极点的概念感觉很模糊，看波德图也只是大概看出是发散还是收敛，所以对于反馈补偿不敢胡言乱语，但有有 一些建议。如果有一些数学功底，再有一些学习时间可以再把大学的课本《自动控制...
特征。在功率因数校正电路中有两个反馈控制环路。一个环路利用输入电压作为参考来控制输入电流。这个环路速度快而且对于电阻负载使输入电流和输入电压瞬间均衡。对于第二个环路，它速度较慢，控制比例常数使平均电流精确到保持功率校正电路的输出电压恒定。测试慢环路的稳定性是简单的，只需要使用适当的设备，但是测试快速环路是很困难的。快速环路的工作点是动态变换的，从接近0到输入电流的峰值。本文讨论了需要测量各回路的...
negative impedance of the next unit in series.为了完成反馈回路，补偿放大器需要监测电源输出电压，对照参考进行比较，输出一个适当的控制电压到装置Vc输入。图10一个完整的带装置和补偿放大器连接的电源。补偿放大器的增益是反馈阻抗Zf和输入阻抗Zin的比。这个比值可以自由调节以实现更广泛的环路带宽与相角裕度。当选择好放大增益，它通常最好是设计成环路带宽大于输出...
补偿）2.若工作在CCM模式下还会产生右半平面零点。在高频段，可采用极点补偿。这个一般很难补偿，尽量避免，让穿越频率小于右半平面零点频率（15K左右，随负载变化会变化），选取。3.负载会产生低频极点。采用低频零点去补偿。4.LC滤波器会产生低频极点，需要采用零点补偿。在心中要清楚哪些零极点是利是弊，针对性补偿。补偿的电路，针对电源环路来说比较简单，一般采用对运放采用2型补偿，也有的会采用3型补偿很...
][/url][/size]
电感是8.2uH的，电路是datasheet里边的官方参考电路[/quote]
人家输出3.5A的时候是这个数：
[attach]287263[/attach]
你算一算自己的电路参数。
那是最小值！
这个要根据自己的负载。重新计算环路参数及补偿。
相关的外围的电路，一定要通读datasheet后确认，如电感啊。我们用到的TPS7A4533DCQ...
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3、降低...
射频（ISM-RF）产品的无数应用案例表明，这些产品的印制板（PCB）布局很容易出现各种缺陷。人们时常发现相同IC安装到两块不同电路板上，所表现的性能指标会有显著差异。工作条件、谐波辐射、抗干扰能力，以及启动时间等等诸多因素的变化，都能说明电路板布局在一款成功设计中的重要性。
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如下图所示，-Vr/Vs是环路增益。不太明白下面的环路增益的零点和极点怎么算出来的，上面的式子好像算不出来
运放稳定性补偿问题 很容易计算的啊！直接将Fig14电路拆开，写出来就是那个结果的式子了。
就是：vr/vs=A(w)*[RoL+RL||(1/jwCL)]/[Zo+RoL+RL||(1/jwCL)]
将上式化简就得到了原式的结果了
本帖最后由 gmchen 于...
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& & 电源环路补偿设计常常被看作是一项艰难的任务，对经验不足的电源设计师尤其如此。在实际补偿设计中，为了调整补偿组件的值，常常需要进行无数次迭代。对于一个复杂系统而言，这不仅耗费大量时间，而且也不够准确，因为这类系统的电源带宽和稳定性裕度可能受到几种因素的影响。本应用指南针对开关模式电源及其环路补偿设计，说明了小信号建模的基本概念和方法。本文以降压型转换器作为典型例子，但是这些概念也能适用于其他拓扑。本文还介绍了用户易用的 LTpowerCAD设计工具，以减轻设计及优化负担。
& & 确定问题
& & 一个良好设计的开关模式电源 () 必须是没有的，无论从电气还是声学角度来看。欠补偿系统可能导致运行不稳定。不稳定电源的典型症状包括：磁性组件或陶瓷器产生可听噪声、开关波形中有抖动、输出震荡、功率 FET 过热等等。
& & 不过，除了环路稳定性，还有很多原因可能导致产生不想要的震荡。不幸的是，对于经验不足的电源设计师而言，这些震荡在示波器上看起来完全相同。即使对于经验丰富的工程师，有时确定引起不稳定性的原因也是很困难。图 1 显示了一个不稳定降压型电源的典型输出和开关节点波形。调节环路补偿可能或不可能解决电源不稳定问题，因为有时震荡是由其他因素引起的，例如
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图 1：一个 &不稳定& 降压型转换器的典型输出电压和开关节点波形
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地之间放置一个 0.1&F 的大型器。(或者，就电压模式电源而言，这个电容器可以放置在放大器输出引脚和反馈引脚之间。) 这个 0.1&F 的电容器通常被认为足够大，可以将环路带宽拓展至低频，因此可确保电压环路稳定性。如果用上这个电容器以后，电源变得稳定了，那么问题就有可能用环路补偿解决。
图 2：典型降压型转换器 (LTC3851、LTC3833、LTC3866 等)
& & 过补偿系统通常是稳定的，但是带宽很小，很慢。这样的设计需要过大的输出电容以满足瞬态调节要求，这增大了电源的总体成本和尺寸。图 3 显示了降压型转换器在升高 / 降低瞬态时的典型输出电压和器电流波形。图 3a 是稳定但带宽 (BW) 很小的过补偿系统的波形，从波形上能看到，在瞬态时有很大的 VOUT下冲 / 过冲。图 3b 是大带宽、欠补偿系统的波形，其中 VOUT的下冲 / 过充小得多，但是波形在稳态时不稳定。图 3c 显示了一个设计良好的电源之负载瞬态波形，该电源具备快速和稳定的环路。
(a) 带宽较小但稳定
(b) 带宽较大但不稳定
(c) 具快速和稳定环路的最佳设计
图 3：典型负载瞬态响应 ━ (a) 过补偿系统;(b) 欠补偿系统;(c) 具快速和稳定环路的最佳设计
转换器功率级的小信号建模
& & 开关模式电源 (SMPS)，例如图 4 中的降压型转换器，通常有两种工作模式，采取哪种工作模式取决于其主控开关的接通/断开状态。因此，该电源是一个随时间变化的非线性系统。为了用常规线性控制方法分析和设计补偿，人们在 SMPS 电路稳态工作点附近，应用针对 SMPS 电路的线性化方法，开发了一种平均式、小信号线性模型。
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