DC-DC模塊電源反饋電路的設(shè)計(jì)方法.ppt

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1、DC/DC模塊電源的反饋電路和設(shè)計(jì)方法反饋電路(feedbackloop)的基本概念：閉環(huán)控制和負(fù)反饋拉普拉斯變換和傳遞函數(shù)波特圖(BodeCurve)穩(wěn)定性判據(jù)波特圖的測(cè)試基本電路的傳遞函數(shù)反饋回路的設(shè)計(jì)自動(dòng)控系統(tǒng)的基本形式：控制器被控對(duì)象輸入量控制量輸出量開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)控制器被控對(duì)象輸入量控制量輸出量閉環(huán)控制系統(tǒng)誤差量反饋環(huán)節(jié)反饋量+-自動(dòng)控系統(tǒng)的基本形式：控制器1被控對(duì)象輸入量控制量輸出量雙環(huán)控制系統(tǒng)誤差量反饋環(huán)節(jié)反饋量+-控制器2+-反饋環(huán)節(jié)輸入量1誤差量1內(nèi)環(huán)反饋輸出量Vo輸入量反饋量控制

2、量Ve控制量If控制量D內(nèi)環(huán)反饋量?jī)?nèi)環(huán)輸入量SmallSignalAnalysisandTransferFunctionPIControllerOpticCouplerPWMPowerStageModelingDC/DCConverterwithSmallsignalAnalysis自動(dòng)控制系統(tǒng)需分析解決的問(wèn)題：穩(wěn)定性：穩(wěn)定性問(wèn)題是任一自動(dòng)控制系統(tǒng)能否實(shí)際應(yīng)用的必要條件，自動(dòng)控制理論應(yīng)給出影響穩(wěn)定性的因數(shù)，并給出各種因數(shù)引起穩(wěn)定或不穩(wěn)定的范圍。穩(wěn)態(tài)響應(yīng)：即在穩(wěn)態(tài)情況下，控制系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確程度，以及

3、控制系統(tǒng)對(duì)各種干擾的抑制能力。動(dòng)態(tài)響應(yīng)：當(dāng)輸入量改變或者有干擾引入后，控制系統(tǒng)以多快以及怎樣的方式達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述：變換環(huán)節(jié)c(t)r(t)常微分方程描述：拉普拉斯變換：當(dāng)時(shí)拉普拉斯變換即為傅立葉變換自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述：變換環(huán)節(jié)r(t)c(t)自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述：G(s)R(s)C(s)G1(s)R(s)C(s)G2(s)G2(s)R(s)C(s)G1(s)+-R1(s)自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述：傳遞函數(shù)G(s)：所有控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)均為一有理多項(xiàng)分式，其中s為復(fù)數(shù)

4、。傳遞函數(shù)G(s)的零點(diǎn)：即復(fù)數(shù)方程的根，即使G(s)為零的s的取值。傳遞函數(shù)G(s)的極點(diǎn)：即復(fù)數(shù)方程的根，即使G(s)為無(wú)窮大的s的取值。G(s)R(s)C(s)反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析：G2(s)R(s)C(s)G1(s)+-R1(s)G(s)=G1(s)G2(s)稱(chēng)為反饋回路的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，可以通過(guò)分析G(s)的行為來(lái)考察反饋回路的穩(wěn)定性，即當(dāng)G(s)=-1或接近-1時(shí)系統(tǒng)將變得不穩(wěn)定.開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的幅頻特性（波特圖）：反饋帶寬(kHz)相角裕量(degree)增益裕度(db)40o10db9

5、kHz開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)：相位在低頻段趨向于180度（即保證系統(tǒng)是負(fù)反饋系統(tǒng)）。在增益大于0的區(qū)間，相位必須大于0度。在相位等于或接近0度時(shí),增益必須小于0。開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的幅頻特性的測(cè)量：G2(s)R(s)C(s)G1(s)+-R1(s)如何測(cè)得開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)G(s)=G1(s)G2(s)?G2(s)R(s)C(s)G1(s)+-R1(s)ABABf網(wǎng)絡(luò)分析儀G(s)=A(s)/B(s)A/B輸出量Vo輸入量反饋量控制量Ve控制量If控制量D內(nèi)環(huán)反饋量?jī)?nèi)環(huán)輸入量BASource常見(jiàn)電路的傳遞函數(shù)

6、：RCL復(fù)祖抗傳遞函數(shù)常見(jiàn)電路的傳遞函數(shù)：RCUiUo一階極點(diǎn)常見(jiàn)電路的傳遞函數(shù)：CUiUoR2R1一階極點(diǎn)一階零點(diǎn)常見(jiàn)電路的傳遞函數(shù)：CUiUoLR二階極點(diǎn)光耦電路的傳遞函數(shù)：ton:1~5ustoff:5~10usCTR=Ic/IfTL181CTR:1~2光耦電路的傳遞函數(shù)：一階極點(diǎn)積分器的傳遞函數(shù)：CUiUoRR1Vref-+PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)：C1UiUoR2R1R3Vref-+PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)：C1UiUoR2R1R3VrefC2-+當(dāng)時(shí)PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)原則：C1UiUoR2R1R

7、3VrefC2-+零點(diǎn)憑率為1/(R1C1),極點(diǎn)頻率為1/(R1C2)零點(diǎn)頻率必須小于極點(diǎn)頻率，即C2<

8、。確定反饋控制器的增益，以獲得最大的帶寬，同時(shí)保證足夠的增益裕度和相角裕量。在無(wú)法準(zhǔn)確估計(jì)系統(tǒng)增益的情況下，可嘗試較小的增益設(shè)計(jì)，以使系統(tǒng)穩(wěn)定，再?lài)L試較大的增益，以獲得良好的動(dòng)態(tài)性能。二階極點(diǎn)一階極點(diǎn)一階極點(diǎn)零點(diǎn)零點(diǎn)零點(diǎn)開(kāi)關(guān)電源反饋電路產(chǎn)生震蕩的原因：零極點(diǎn)發(fā)生偏移。極點(diǎn)往低頻段偏移，或增加了新的極點(diǎn)都有可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)。系統(tǒng)增益發(fā)生變化。如光耦的增益發(fā)生變化，PWM控制器的三角波斜率發(fā)生變化。消除震蕩的方法：降低控制器的增益。降低零點(diǎn)頻率。讓系統(tǒng)開(kāi)環(huán)，用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試其開(kāi)環(huán)傳遞函