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【10周年】用simplis验证环路理论(三)

在这一个环节,我们来看电源环路里面的另外一个重要角色,运放。不管你用电源控制芯片直接构成环路,或是用431光耦,或是直接用集成运放。

他们的主要角色就是运放。

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letflying
LV.4
2
2013-07-13 17:19

大师级的帖子,必须跟啊。

顺便问下大师,simplis里的运放的model level默认是2,和理想运放的差别很大,那我们在设计反馈回路时,如何考虑这部分差别?

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2013-07-15 17:40
@letflying
大师级的帖子,必须跟啊。顺便问下大师,simplis里的运放的modellevel默认是2,和理想运放的差别很大,那我们在设计反馈回路时,如何考虑这部分差别?

simplis的运放,分level2和1,1忽略了一些参数,2考虑的参数更多一点。

但是在理论设计的时候,都是按照理想运放来计算,但是在真正调试的时候,就需要考虑运放的不理想性。

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letflying
LV.4
4
2013-07-15 21:05
@sometimes
simplis的运放,分level2和1,1忽略了一些参数,2考虑的参数更多一点。但是在理论设计的时候,都是按照理想运放来计算,但是在真正调试的时候,就需要考虑运放的不理想性。
sometime老师,这堂课可否结合着理想运放和实际运放,利用simplis来给我们讲下呢?很期待呢
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2013-07-17 15:13

虽然运放具有各种参数,但是在做环路的理论分析时候。先假设运放具有理想特性。

不然的话,理论分析就会变得非常复杂。

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2013-07-17 15:17
@sometimes
虽然运放具有各种参数,但是在做环路的理论分析时候。先假设运放具有理想特性。不然的话,理论分析就会变得非常复杂。
那么一个理想的运放具有什么样的特点呢?
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2013-07-17 15:22
@sometimes
那么一个理想的运放具有什么样的特点呢?

先看一下simplis里面的运放参数

 

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2013-07-17 15:24
@sometimes
先看一下simplis里面的运放参数[图片] 

simplis的运放模型分level1和level2, level1考虑的参数比较少,参数后缀加了(level 2)的只在level 2中才有。

所以level 1更接近理想运放特性。

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2013-07-19 12:49
接下去,我们先用理想运放来验证补偿理论
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2013-07-19 13:03
@sometimes
接下去,我们先用理想运放来验证补偿理论

先来看所谓的1型补偿

 

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2013-07-19 13:08
@sometimes
先来看所谓的1型补偿[图片] 

单纯从理论分析,就可以得知这是个单极点补偿,而且这个极点是零极点,也就是说极点的位置在直流点。

那么仿真的结果如何呢?

 

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2013-07-19 13:09
@sometimes
单纯从理论分析,就可以得知这是个单极点补偿,而且这个极点是零极点,也就是说极点的位置在直流点。那么仿真的结果如何呢?[图片] 
可以看到,的确是个单极点特性,而且具有90度相位。这个极点的位置在直流点。
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2013-07-19 13:11
@sometimes
可以看到,的确是个单极点特性,而且具有90度相位。这个极点的位置在直流点。

但是光知道极点位置在直流点,还是无法确定这个曲线的位置,那么还需要知道哪个点呢?

在这里还有一个点可以肯定,就是增益为0db,也就是1的时候,这个频率是多少?

 

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2013-07-19 13:13
@sometimes
但是光知道极点位置在直流点,还是无法确定这个曲线的位置,那么还需要知道哪个点呢?在这里还有一个点可以肯定,就是增益为0db,也就是1的时候,这个频率是多少?[图片] 

根据上图可以计算的到,这个频率大概为159Hz

那么对照一下bode图,的确是在这个位置.

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2013-07-19 14:59
@sometimes
接下去,我们先用理想运放来验证补偿理论

接下去,看2型补偿

 

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2013-07-19 15:00
@sometimes
接下去,看2型补偿[图片] 

2型补偿的传递函数为:

 

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2013-07-19 15:18
@sometimes
2型补偿的传递函数为:[图片] 

这包含了,2个极点,一个零点

如果C2远远大于C1,那么公式可以简化

除了一个零极点之外,还有一个零点和极点

 


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2013-07-19 15:23
@sometimes
这包含了,2个极点,一个零点如果C2远远大于C1,那么公式可以简化除了一个零极点之外,还有一个零点和极点[图片] 

那么看一下仿真结果

的确可以看到除了,一个零极点之外,还有一个极点,和一个零点。 

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2013-07-19 15:26
@sometimes
那么看一下仿真结果[图片]的确可以看到除了,一个零极点之外,还有一个极点,和一个零点。 

根据公式可以计算得到,那个零点位置在16Hz,极点在16KHz

对照仿真结果,可以看到基本吻合。

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2013-07-19 15:28
@sometimes
根据公式可以计算得到,那个零点位置在16Hz,极点在16KHz对照仿真结果,可以看到基本吻合。

但是除了零极点的位置,还有一个重要的参数,就是中间这个平台的增益是多少,

那很简单就是  R3/R1

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2013-07-19 17:22
@sometimes
接下去,我们先用理想运放来验证补偿理论

显然,3型补偿就是更为复杂的补偿方式

 


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2013-07-19 17:24
@sometimes
显然,3型补偿就是更为复杂的补偿方式[图片] 

在这种补偿里,除了2型补偿的零极点之外,又多了一对零极点。

其传递函数为

 

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2013-07-22 10:08
@sometimes
在这种补偿里,除了2型补偿的零极点之外,又多了一对零极点。其传递函数为[图片] 

看一下仿真的结果

 

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2013-07-22 17:37

当然,事实上,实际的运放并没有那么理想,运放的各种参数都会对环路分析有些影响。

主要是运放自身的带宽,输出电流能力,输出电压速率等影响比较大。但是对于实际的开关电源,多数隔离电源的带宽往往在10K以下,而非隔离的多数在100K以下,所以往往运放的那些参数对环路的影响并没有那么大。

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gaohq
LV.8
25
2013-07-23 20:34
@sometimes
当然,事实上,实际的运放并没有那么理想,运放的各种参数都会对环路分析有些影响。主要是运放自身的带宽,输出电流能力,输出电压速率等影响比较大。但是对于实际的开关电源,多数隔离电源的带宽往往在10K以下,而非隔离的多数在100K以下,所以往往运放的那些参数对环路的影响并没有那么大。
楼主,象UC3842,FAN7930,FSFR2100 等这些常用的电源IC在那个库里找啊?
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2013-07-24 15:10
@gaohq
楼主,象UC3842,FAN7930,FSFR2100等这些常用的电源IC在那个库里找啊?
PSU controller 里面有uc3842,但是其他的IC库里是不自带的。
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lq520yxh520
LV.3
27
2013-07-24 18:58
@sometimes
PSUcontroller里面有uc3842,但是其他的IC库里是不自带的。

老师向你学习,能把这个运放的仿真的实例共享下了 向您致敬


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蒋洪涛
LV.6
28
2013-07-25 08:24
@lq520yxh520
老师向你学习,能把这个运放的仿真的实例共享下了向您致敬

学下仿真

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lwjhappymyt
LV.3
29
2013-07-25 09:08
simplis是个软件吗,能否给我发个啊529665975@qq.com
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2013-07-25 20:34
@lq520yxh520
老师向你学习,能把这个运放的仿真的实例共享下了向您致敬
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2013-07-25 20:35
@lwjhappymyt
simplis是个软件吗,能否给我发个啊529665975@qq.com
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