宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来;此句是中国流传下来的一句古训,喻为如果想要取得成绩,获取成就,就要能吃苦,勤于锻炼,这样才能靠自己的努力赢得胜利。各个行业皆是如此。在电源网论坛里,就存在这样一些人,他们时常能DIY出被网友们称之为的经典设计,出于大家能够共同学习的目的,小编抓住了难得的机会,整理了这些经典帖,供分享学习。
本文来自sometimes的精华帖。--------小编语。
开关电源的环路理论,由于理论性太强,显得枯燥乏味,太多的公式让人眼花缭乱。但是仿真软件的应用,可以让人更加直观的理解这些理论。本文将用simplis软件,来一一验证环路理论的那些公式。
首先我们来看,电压控制模式,连续模式的基本拓扑。
那些基本拓扑,从占空比变化到输出变化的传递函数为:
三个基本拓扑的关联参数为
首先我们先看Buck电路,可以从以上得到信息:
电压控制CCM的Buck, 从占空比变化到输出变化的传递函数可以表述为:
1.直流增益为V/D(这里V为输出电压,D为占空比,V/D实际上就是Vin),简单的说直流增益就是Vin(输入电压)
2.增益曲线里只有一对双极点:
然后画一个最简单的Buck电路
这是一个输入电压为50V,占空比为0.5,电感为20uH,电容为500uF,负载为1欧姆,可以保证在CCM模式。
这里的波特图探测器,测试的是从占空比到输出的开环特性。(u1正端的电压1V对应占空比1,也就是说占空比0.5情况下,该电压是0.5V)
先从理论上来计算,此Buck的直流增益为G=20log50=34db
双极点在f=1.6Khz
看一下simplis仿真的结果
看绿色的增益曲线,可以看到直流增益的确在34db左右,而双极点大概在1.6KHz。
大家都知道,如果输出电容采用点解电容的话,通常不能忽略电容的ESR,而电容的ESR会给小信号模型加入一个零点。
该零点的位置为:
加入给上图电容加入20毫欧的ESR,计算可得零点位置在16KHz左右。
看仿真的结果
的确可以看到在16K左右的地方,出现了一个零点。
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