Westbrook
认证:VIP会员
所在专题目录 查看专题
(2)BUCK电路的由来
(3)Buck变换器工作原理仿真及分析(基于Saber)
(4)Buck变换器的功率级小信号分析
(5)环路设计知识要点分享
(6)RLC二阶电路分析
(7)各种补偿器的设计以及Bode图
作者动态 更多
10分钟教你快速完成数字电源的闭环控制
2022-04-02 17:26
数字电源学习板演示
2022-02-19 13:36
手把手教你学数字电源系列视频(22)- 数字控制的软件流程
2022-02-19 13:28
手把手教你学数字电源系列视频(21)- 设计数字补偿器(LDE执行)
2022-02-19 13:28
手把手教你学数字电源系列视频(20)- 设计数字补偿器(AB系数计算)
2022-02-19 13:27

(6)RLC二阶电路分析

由于Buck变换器是一种典型的低通二阶滤波器,所以就以二阶模型进行分析。典型的二阶LC低通滤波器的原理图为:

RLC二阶电路图

其标准传递函数为:

我们首先来看这个传递函数的根以及对系统动态的影响;

在这个根的表达式中,品质因数Q是关键因素,并分以下三种情况:
(1)Q<0.5:平方根下的表达式为正,系统具有两个独立实数根;
(2)Q=0.5:平方根下的表达式为0,系统具有两个重合的实数根;
(3)Q<0.5:平方根下的表达式为负,系统具有一对带实数部分的共轭复数根;
Q值的变化是如何影响系统响应的?如下是系统在不同Q值条件下的阶跃响应。

不同Q值条件下的阶跃响应


分析了Q的影响对时域的影响,现在看看根在s平面对系统的响应如何。

所以系统的根只能在S域的左半平面LHP,虽然呈现不同的阻尼,但起码系统还能够稳定;如果根出现在虚轴或者右半平面零点,那么系统不稳定或者不收敛。在系统设计中一定要保证传递函数的根在s域的左半平面。


其中一个最典型的例子就是输出电容ESR的影响,特别是电解电容的ESR受环境温度的变化非常大,由于ESR可以等效为一个零点,ESR的变化就会影响品质因数并改变根的性质,比如一个470uF的输出电容,在25C的典型ESR是90mohm,然后如果考虑温度的变化范围是-40C~+105C和产品生产的离散性,ESR的变化范围是50~200mohm,那么零点的变化范围是1/2x3.14x200mx470u=1.7kHz和1/2x3.14x50mx470u=6.8kHz。我们可以看一下它的根轨迹趋势是如何变化的。

根轨迹图

在整个温度范围内ESR变化导致根的变化,对系统的时域响应也会产生不同的变化,所以有时候工程师在常温测试环路OK,但是在做高低温实验时发现系统不问题,就是这个原因造成的。

s平面有助于定位根的位置并查看其实部或虚部各自的作用

可以看到,低Q值时两个根是分开的,没有虚数部分;随着Q的增加,沿着X轴相对移动;当Q=0.5时,两个极点重合;随着Q继续增加,极点分离,产生虚部;Q再继续增大,实部(阻尼)趋于消失;当Q->∞,极点最终达到虚轴。

声明:本内容为作者独立观点,不代表电子星球立场。未经允许不得转载。授权事宜与稿件投诉,请联系:editor@netbroad.com
本篇所含全部资料,点击此处留下邮箱我会发给你
资料明细:Mathcad - RLC电路分析.pdf
觉得内容不错的朋友,别忘了一键三连哦!
赞 6
收藏 8
关注 774
成为作者 赚取收益
全部留言
0/200
  • 无双叶子 2星期前
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 84****@****.com
    回复 1条回复
  • 憨三伯夷 3星期前
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 17****@****.com
    回复 1条回复
  • anono 03-05 08:46
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 10****@****.com
    回复 1条回复
  • dy-McYccGEK 02-05 10:13
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 1335804536@qq.com
    回复
  • dy-Y4nWFBDr 2023-12-12 15:18
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 87****@****.com
    回复 1条回复
  • joyBoy 2023-04-10 03:51
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 16****@****.com
    回复 1条回复
  • jade1987 2023-03-31 08:05
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! su****@****.com
    回复 1条回复
  • dy-Ui1lbey2 2022-11-11 20:08
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 84****@****.com
    回复 1条回复
  • 学霸超 2022-07-24 20:58
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 17****@****.com
    回复 1条回复
  • dy-U8RS9vI8 2022-07-08 16:06
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 29****@****.com
    回复 1条回复
  • dy-lxXh3Z7V 2022-04-25 13:55
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! ww****@****.com
    回复 1条回复
  • huanjue562018 2022-03-29 21:05
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! hu****@****.com
    回复 1条回复
  • shengguangfly 2022-01-20 21:15
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 36****@****.com
    回复 1条回复
  • 星球居民-mQrYyK28 2022-01-18 16:47
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! ah****@****.com
    回复 1条回复
  • zhaocheng 2021-12-24 15:49
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! zh****@****.com
    回复 1条回复
  • Charles〃hy 2021-11-30 19:55
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 11****@****.com
    回复 1条回复
  • Charles〃hy 2021-11-30 19:55
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 11****@****.com
    回复 1条回复
  • 一步罗华 2021-09-16 10:22
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 25****@****.com
    回复 1条回复
  • Ryan2020 2021-09-11 09:55
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! ry****@****.com
    回复 1条回复
  • dy-beFnMfgk 2021-09-08 14:42
    老师,能不能发我一下资料,谢谢! 15****@****.com
    回复 1条回复