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Type II/III补偿适用于TL494 buck方案吗?

Type II/III的参考资料里,输出电压采样都是连接到误差放大器反相输入端,参考电压连接到误差放大器同相输入端。

而TL494 buck方案都是输出电压采样连接到误差放器同相输入端,参考电压连接到误差放器器反相输入端。

TL494手册里给的参考设计,反馈网络里只有一个电阻。网上找到的TL494 buck方案,反馈网络要么是电阻串联电容,要么是电阻串联电容后再并联一个电阻。没见到有用二型补偿或三形补偿的。

在TI官方论坛里查到有人问类似的问题,TI工作人员回复说因为误差放大器集成在TL494芯片里,所以不能/不需要反馈网络里有积分环节(也就是电容)。

那么TL494 buck方案到底能不能用二型补偿或三型补偿?

如果能用,其实现方式和计算方法和参考设计有何不同?

如果不能用,那TL494 buck方案的补偿网络又该如何设计?

全部回复(6)
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2020-04-09 09:22

在这个帖子审核期间,我在TI的技术论坛上问了一下,TI工程师给出的回复是“类似这样的脉宽调制控制芯片,并不需要额外的2或者3型补偿,按照datasheet上推荐设计即可”。

这让我非常费解,TI的TL494 datasheet上给出的环路只有P环节把增益设置为101倍。而LC滤波器会产生很大的相移,不加补偿如何能保持稳定呢?

我又看了下安森美的TL494 datasheet,环路上是P+PI补偿。

以前在电源网里看到有人发贴问类似安森美的方案元件参数如何计算,版主ymyangyong建议把并联的电阻换成电容,其实就是把补偿网络改成2型补偿。

我在网上查了很多2型补偿和3型补偿的资料,按照资料上说的方法计算元件参数后用Multisim仿真TL494非隔离Buck 2型补偿或3型补偿电路,发现不论如何调整补偿参数都无法消除自激,反倒是直接用TI datasheet上给的直接把增益设置为101是稳定的。

我也仔细看过电源网网友“钢珠子母弹”关于环路补偿的帖子,他讲的非常仔细,我用Multisim仿真同样不稳定。不过他没有公开TL494+IR2104同步整流的电路图,不知他具体是如何实现的。

至此,TL494非隔离buck方案是否需要2型补偿或3型补偿,有点扑朔迷离。

这个问题哪位老师能指点一二。

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2020-04-09 11:35
@闻太师1
在这个帖子审核期间,我在TI的技术论坛上问了一下,TI工程师给出的回复是“类似这样的脉宽调制控制芯片,并不需要额外的2或者3型补偿,按照datasheet上推荐设计即可”。这让我非常费解,TI的TL494datasheet上给出的环路只有P环节把增益设置为101倍。而LC滤波器会产生很大的相移,不加补偿如何能保持稳定呢?我又看了下安森美的TL494datasheet,环路上是P+PI补偿。以前在电源网里看到有人发贴问类似安森美的方案元件参数如何计算,版主ymyangyong建议把并联的电阻换成电容,其实就是把补偿网络改成2型补偿。我在网上查了很多2型补偿和3型补偿的资料,按照资料上说的方法计算元件参数后用Multisim仿真TL494非隔离Buck2型补偿或3型补偿电路,发现不论如何调整补偿参数都无法消除自激,反倒是直接用TIdatasheet上给的直接把增益设置为101是稳定的。我也仔细看过电源网网友“钢珠子母弹”关于环路补偿的帖子,他讲的非常仔细,我用Multisim仿真同样不稳定。不过他没有公开TL494+IR2104同步整流的电路图,不知他具体是如何实现的。至此,TL494非隔离buck方案是否需要2型补偿或3型补偿,有点扑朔迷离。这个问题哪位老师能指点一二。[图片]

上面这个图没有对电流反馈环路进行补偿,建议加上。

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2020-04-09 11:45
@ymyangyong
上面这个图没有对电流反馈环路进行补偿,建议加上。
我所关心的是ti工程师说不需要2型补偿或3型补偿,为什么环路可以保持稳定?
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2020-04-09 21:57
@闻太师1
我所关心的是ti工程师说不需要2型补偿或3型补偿,为什么环路可以保持稳定?

实际情况不一定是这样的,个人认为加适当补偿会更稳定。

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2020-04-13 14:39
@ymyangyong
实际情况不一定是这样的,个人认为加适当补偿会更稳定。

分别在TIE2E中文论坛和英文论坛咨询了这个问题

TIE2E中文论坛的回复:

类似TL494这类脉宽调制的控制芯片不需要外部补偿。PWM控制类太大了,包括了所有的开关电源,但是开关电源的控制方式非常之多,包括这类脉宽调制,上面提到的DCS的电压模式(不需要外部补偿),TI的易电源(绝大部分也不需要补偿)等等,类别非常多。其他包括DCAP等很多模式的控制芯片是需要外部补偿的。TI的DC/DC芯片种类超级多,建议你多看看各种芯片的datasheet,你会发现芯片的控制方式很多。

TIE2E英文论坛这样回复:

In this application, modulation of output pulses is accomplished by comparing the sawtooth waveform created by the internal oscillator on the timing capacitor (CT) to either of two control signals present at the output of the error amplifier. Since the slope of sawtooth waveform is the charging current of the oscillator, the inductance is no longer in the regulation of the transfer function actually, therefore it doesn't exist the double poles of LC, compensation becomes easier and response of loop becomes faster.

二者给出的结论都是不需要做二型/三型补偿,英文论坛还多少说了一点不需要的理由。

我现在仿真结果基本能印证他们的说法,实体电路也做出来了,过几天公布测试结果。

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2020-04-20 17:44
@闻太师1
分别在TIE2E中文论坛和英文论坛咨询了这个问题TIE2E中文论坛的回复:类似TL494这类脉宽调制的控制芯片不需要外部补偿。PWM控制类太大了,包括了所有的开关电源,但是开关电源的控制方式非常之多,包括这类脉宽调制,上面提到的DCS的电压模式(不需要外部补偿),TI的易电源(绝大部分也不需要补偿)等等,类别非常多。其他包括DCAP等很多模式的控制芯片是需要外部补偿的。TI的DC/DC芯片种类超级多,建议你多看看各种芯片的datasheet,你会发现芯片的控制方式很多。TIE2E英文论坛这样回复:Inthisapplication,modulationofoutputpulsesisaccomplishedbycomparingthesawtoothwaveformcreatedbytheinternaloscillatoronthetimingcapacitor(CT)toeitheroftwocontrolsignalspresentattheoutputoftheerroramplifier.Sincetheslopeofsawtoothwaveformisthechargingcurrentoftheoscillator,theinductanceisnolongerinthe regulationofthetransfer function actually,thereforeitdoesn'texistthedoublepolesofLC,compensationbecomeseasierandresponseofloopbecomesfaster.二者给出的结论都是不需要做二型/三型补偿,英文论坛还多少说了一点不需要的理由。我现在仿真结果基本能印证他们的说法,实体电路也做出来了,过几天公布测试结果。

把TL494环路增益设为101且不做补偿,空载和带5V 1A负载的波形如下图(图片传不上来,只能引用发在矿坛的图了),未见明显自激,比较稳定。

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