環(huán)路控制是開關電源設計的一個重要部分。文章綜述了目前可供選擇的一些工具,讓您在開始生產(chǎn)開關電源之前能夠計算、模擬和測量您的原型,從而確保生產(chǎn)工作安全順利。本文將主要討論獲取功率級動態(tài)響應和選擇交越頻率和相位裕度。

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獲取功率級動態(tài)響應

如文章《開關電源設計原型的分析模擬和實驗之一》所述,對指定開關轉(zhuǎn)換器進行補償研究的關鍵是功率級波特圖。有幾種方式可以獲得波特圖,其中第一種方式是采用SPICE模擬中的一個平均模型。

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平均模型有許多種版本,但最常用的為Vatché Vorpérian博士于1986年提出并于1990年發(fā)表的3端PWM開關。原著介紹了電壓模式控制,但后來的版本也介紹了電流模式控制,且只涵蓋CCM。我在中推導出了這些模型在VM和CM運行條件下的自動切換版本。在電流模式下運行的典型降壓轉(zhuǎn)換器可按照圖 7中所示進行建模。PWM開關采用所謂的共模無源配置進行連接,其中端子p已接地。XPWM模塊用于為脈寬調(diào)制器建模,脈寬調(diào)制器負責將源V2設置的誤差電壓轉(zhuǎn)換為占空比。這種自然采樣調(diào)制模塊的增益就是偏置比較器的鋸齒峰值Vp的倒數(shù):

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我們假設鋸齒峰值振幅為2 V,那么衰減為0.5,對應增益為-6 dB。

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開始模擬后,您可以顯示工作點,并驗證其是否正確。這是檢查轉(zhuǎn)換器工作是否正常以及提供的結果是否可信的重要步驟。這里,模型向5 Ω負載提供5 V電源,而這也是我們所期望的。我們可以將結果繪制成下圖:

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幅度響應峰值表明品質(zhì)因數(shù)Q比較高。該變量代表了電路損耗,并取決于整體效率。如果您構建降壓轉(zhuǎn)換器,并繪制其響應,其衰減可能會比圖8中的更大。這是因為MOSFET RDS(on)、電容和電感上的各種歐姆損耗以及續(xù)流二極管恢復損耗都會造成電路損耗,并影響Q