開關(guān)電源環(huán)路穩(wěn)定性分析(九)

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：

1.系統(tǒng)框圖

2.反饋環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)

3.功率級(jí)傳遞函數(shù)

4.PWM級(jí)傳遞函數(shù)

5.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)睦斫狻?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。