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求助,關于穩定性的補償

請問高手們,我推導的一個PFM控制的反激變換器的整體系統的傳遞函數,有一個零點(左半平面),有兩個極點(一個左半平面,一個右半平面),根據DCM變換器的標準小信號模型,反激變換器主結構只有一個極點(不考慮Cesr),是一個一階系統。也就是說,零點和右半平面極點是控制芯片引入的。

現在的問題是,對于非最小相位系統來說,該怎么補償,才能讓它穩定下來呢?

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aczg01987
LV.10
2
2012-09-13 16:11
這個有點深,自己看看唄
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thblegend
LV.4
3
2012-09-17 12:05
首先寫出除了反饋部分的電源其他部分傳遞函數,根據零點、極點、增益還有你選擇的穿越頻率來選擇合適的補償類型,使得電源總的傳遞函數所繪出的伯德圖能滿足穩定的3個條件:1.穿越頻率為開關頻率的1/4~1/5(也有的書中說成是1/5~1/10),而且此處要為0dB;2.幅頻特性曲線以-1的斜率穿過穿越頻率;3.相角裕度要超過45度。
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stlightwg
LV.1
4
2012-09-18 19:06
@thblegend
首先寫出除了反饋部分的電源其他部分傳遞函數,根據零點、極點、增益還有你選擇的穿越頻率來選擇合適的補償類型,使得電源總的傳遞函數所繪出的伯德圖能滿足穩定的3個條件:1.穿越頻率為開關頻率的1/4~1/5(也有的書中說成是1/5~1/10),而且此處要為0dB;2.幅頻特性曲線以-1的斜率穿過穿越頻率;3.相角裕度要超過45度。
感覺沒戲啊,右半平面極點誒。我考慮補一個左半平面零點,但是這樣的話相移比較不靠譜啊感覺
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2012-09-19 10:41
@stlightwg
感覺沒戲啊,右半平面極點誒。我考慮補一個左半平面零點,但是這樣的話相移比較不靠譜啊感覺

反激式變換器工作在DCM模式下,如果是電流控制型,系統只存在左半平面的極點(輸出極點)和左半平面的零點(輸出零點),不存在其他零極點(或者說很遠,不需要考慮),為了控制GBW和穩定,控制IC會提供一個左半極點和左半零點來進行環路補償,無論是什么情況都不會存在右半平面的極點的。其實其他結構也是一樣的。。。(右半平面的極點IC可以引入?值得商榷啊)

CCM模式下,會存在一個右半平面的零點,這個是系統自身決定的,所以補償需要把GBW控制在遠離右半平面的零點。其他和DCM基本上一致。。。

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stlightwg
LV.1
6
2012-09-19 14:10
@silverpuma
反激式變換器工作在DCM模式下,如果是電流控制型,系統只存在左半平面的極點(輸出極點)和左半平面的零點(輸出零點),不存在其他零極點(或者說很遠,不需要考慮),為了控制GBW和穩定,控制IC會提供一個左半極點和左半零點來進行環路補償,無論是什么情況都不會存在右半平面的極點的。其實其他結構也是一樣的。。。(右半平面的極點IC可以引入?值得商榷啊)CCM模式下,會存在一個右半平面的零點,這個是系統自身決定的,所以補償需要把GBW控制在遠離右半平面的零點。其他和DCM基本上一致。。。

按照理想模型,不考慮ESR的話,只有一個LHP極點啊,這是根據DCM開關變換器的標準小信號得出的結論,但是ESR會引入一個零點。

現在我的關鍵是控制器引入了一個右半平面的極點。。。這也是因為沒有系統級設計的前期工作,直接硬上導致的。


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2012-09-19 14:26
@stlightwg
按照理想模型,不考慮ESR的話,只有一個LHP極點啊,這是根據DCM開關變換器的標準小信號得出的結論,但是ESR會引入一個零點。現在我的關鍵是控制器引入了一個右半平面的極點。。。這也是因為沒有系統級設計的前期工作,直接硬上導致的。

如果你確認控制器引入了一個右半平面的極點,那么你可以把帶寬設置在它1/5~1/10的頻率處即可,這樣就可以忽略右半平面極點的影響。。。不過首先你要知道你的右半平面的極點位置在哪里才行,如果在1~10KHz附近,那完了,,,沒得救了。。。。

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stlightwg
LV.1
8
2012-09-19 15:40
@silverpuma
如果你確認控制器引入了一個右半平面的極點,那么你可以把帶寬設置在它1/5~1/10的頻率處即可,這樣就可以忽略右半平面極點的影響。。。不過首先你要知道你的右半平面的極點位置在哪里才行,如果在1~10KHz附近,那完了,,,沒得救了。。。。

根據我的模型,是在15kHz,但是有個問題啊,對于PFM控制的變換器來說,輕載的情況下,工作在1k左右是很正常的事情。。

我加了一個左半平面的零點,現在的情況是把交越頻率推到1kHz以下去了,但是相位裕度不對,這種系統的波特圖里面的相頻曲線好像不是從0開始走的。。。

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2012-09-19 16:48
@stlightwg
根據我的模型,是在15kHz,但是有個問題啊,對于PFM控制的變換器來說,輕載的情況下,工作在1k左右是很正常的事情。。我加了一個左半平面的零點,現在的情況是把交越頻率推到1kHz以下去了,但是相位裕度不對,這種系統的波特圖里面的相頻曲線好像不是從0開始走的。。。

我說的是滿載的時候的GBW,和你的工作頻率沒有關系。。。。。輕載的時候不用考慮。。。你加個左半平面的零點有啥用處?增益增加,相移增加,右半平面極點,增益減小,相移增加,你的總相移在增加,這個會是個什么情況?最終你的DB=0時,相移為0啊,這個算什么?波特圖里面你要把起始點設置在從1mHz或者更小就能看到了。。還有你確信不是右半平面的零點?

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stlightwg
LV.1
10
2012-09-19 17:07
@silverpuma
我說的是滿載的時候的GBW,和你的工作頻率沒有關系。。。。。輕載的時候不用考慮。。。你加個左半平面的零點有啥用處?增益增加,相移增加,右半平面極點,增益減小,相移增加,你的總相移在增加,這個會是個什么情況?最終你的DB=0時,相移為0啊,這個算什么?波特圖里面你要把起始點設置在從1mHz或者更小就能看到了。。還有你確信不是右半平面的零點?

就是這么一個問題。。相移會一直增加。

我確定不是右半平面零點啊,我自己推的傳遞函數。而且系統在實測的時候確實不穩定。

另外,滿載的時候是數字的恒流控制,沒有穩定性問題,穩定性問題是比較輕的負載的時候的模擬恒壓電路引入的

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silverpuma
LV.6
11
2012-09-20 09:51
@stlightwg
就是這么一個問題。。相移會一直增加。我確定不是右半平面零點啊,我自己推的傳遞函數。而且系統在實測的時候確實不穩定。另外,滿載的時候是數字的恒流控制,沒有穩定性問題,穩定性問題是比較輕的負載的時候的模擬恒壓電路引入的

到目前位置,俺在開關電源基本拓撲和模擬控制方式中里面還么有遇到過右半平面的極點啊。。。不曉得怎么弄了。。。。暈!等待高人點撥。。。

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