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【我是工程师】精确计算开关电源-环路是如何计算出来的?

  • 2015-03-20 17:53
  • 新月GG

    LV.2
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  • 模块化设计开关电源,全方位精确计算环路模块

    反激为例,采用mathcad软件全面精确计算环路参数,确保100%的可靠性。

      

    主电路部分请参看下帖:

    【原创】精确计算开关电源-最优化开关电源设计大揭秘

    http://www.dianyuan.com/bbs/1488128.html  

    同是电子工程师,请一定不要吝啬你的赞!

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  • 新月GG

    LV.1

    2015-03-27 14:15

    @新月GG

    所用的电路是24V3.5A与8V1.2A两路输出。

    15

    两路输出的第1级输出电解电容、输出直流滤波电感、第2级输出电解电容参数如下所示:

    其中电解电容的ESR根据电解电容的规格书可以查到。

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  • 新月GG

    LV.1

    2015-03-27 14:31

    @新月GG

    这个就是主电路滤波电路部分的小信号传递函数,由于滤波前是3级滤波电路,滤波后是2级滤波电路,所以相差1级滤波电路,即是以-20dB每10倍频的斜率下降。 

    (A1、功率滤波电路幅频相频曲线)

    3

    滤波前的电压即为第1级电解电容上的电压,滤波后的电压即为第2级电解电容上的电压。

    所以滤波电路的小信号传递函数,即为滤波后的电压比滤波前的电压,也即输出滤波电路的分压比(即第3级等效输出电抗比第2级等效输出电抗=Zr3/Zr2)。

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  • 新月GG

    LV.1

    2015-03-27 14:39

    @新月GG

    A、主电路的小信号传递函数

    A1、功率滤波电路

    首先是主电路的传递函数,主电路分2部分,先讲简单的第2部分,即功率滤波电路,主要由第1级输出电解电容、输出直流滤波电感、第2级输出电解电容组成,即所谓的Π电路。

    2

    计算第1、2、3级等效输出电抗时,因为电解电容有等效ESR,所以电容的实际等效电抗为电容与ESR的串联,即Resr+1/(s*C)。
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  • 新月GG

    LV.1

    2015-03-27 14:58

    @新月GG

    A2、反激电路

    这是主电路第1部分的采用电流峰值控制的反激电路的小信号模型的一些参数。

    6个参数,其实只有2个参数是需要的,其它的只是列出来而已,别无他意。

    由于电流连续CCM与电流断续DCM模式的小信号模型不一样,所以采用分段函数做了一个统一,由软件自行判断采用哪个模式,同时从最后的结果来看,也几乎是平滑过渡的,所以电源在CCM、DCM切换时,是不会有任何可靠性问题产生的(虽然很多教科书会说DCM比CCM更容易控制,其实不然)。

    4

    以上6个参数即为构成峰值控制的小信号模型的全部,具体含义见下图。

    图中:vg为输入电压,ig为输入电流,v为输出电压,

    R为负载电阻,C为滤波电容(实际上这里应该为CLC滤波电路,即第1级输出电解电容、输出直流滤波电感、第2级输出电解电容),

    由于以上的原因,所以v应该修正为滤波前的输出电压。

    ic为电流峰值(即为电流峰值控制中的原边电流峰值),

    r1为输入电抗,f1为输入独立电流源比例系数(由电流峰值ic控制),g1为输入受控电流源导纳(由输出电压v控制),

    r2为输出电抗,f2为输出独立电流源比例系数(由电流峰值ic控制),g2为输出受控电流源导纳(由输出电压v控制)。

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  • ecitypower

    LV.1

    2015-03-28 14:56

    @

    能把源文件发给我一份吗?1090296288@qq.com
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  • 新月GG

    LV.1

    2015-03-28 14:57

    @新月GG

    这个就是主电路的反激拓扑部分的小信号传递函数,并不符合可靠性的要求,所以要进行控制的补偿。

    (A2、反激电路幅频相频曲线)

    (A、主电路幅频相频曲线)

    5

    由于仅仅需要的是输出电压v 比 原边电流峰值ic 的传递函数。

    输入变量只需要电流峰值ic,不需要输入电压vg,所以可以直接把vg短路。

    输出变量只需要输出电压v,不需要输入电流ig,所以可以忽略图中的左边部分。

    对于图中的右边部分,右边最左的受控电流源g2*v,将对输出电压v产生的扰动是v的2阶无穷小量,所以可忽略。

    所以输出电压v由右边次左的独立电流源f2*ic,经过输出电抗r2、z1=滤波CLC+负载R(图中为C+R)产生。

    即v=f2*ic/(1/r2+1/Z1),所以v/ic=f2/(1/r2+1/Z1)。

    这里为了方便,重新贴图如下:

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  • 思娟125

    LV.1

    2015-03-28 15:16

    @

    路过宝地。求资料。谢谢1075732153@qq.com

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  • oyang314

    LV.1

    2015-03-29 14:06

    @思娟125

    路过宝地。求资料。谢谢1075732153@qq.com

    新月GG的帖子必须顶,好好学习!
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  • xjx020116

    LV.1

    2015-03-29 14:12

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    坐下来听课
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  • zhck

    LV.1

    2015-03-29 14:17

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    多谢分享
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