反馈环路的稳定.ppt

12.13设计实例—通过3型误差放大器反馈环路稳定正激变换器需要设计反馈环路的正激变换器参数如下Vo5.0VIo(nom)10AIo(min)1.0A开关频率50kHz输出纹波(峰—峰值)20mV这里假设输出电容不含ESR。首先计算输出LC滤波器的参数和它的转折频率。参考图12.15，由式(2.47)可得出第62页，课件共100页，创作于2023年2月若假设输出电容不含ESR，则由ESR引起的纹波应该为0。但是仍会存在很小的容性的纹波分量。通常这一纹波电流是非常小的，因此所采用的滤波电容器的容值可以远小于在2型误差放大器设计实例中采用的2600uF。但是为了谨慎起见，在此设计中仍使用同样的2600uF电容，但不含ESR，那么12.13设计实例—通过3型误差放大器反馈环路稳定正激变换器和2型误差放大器的设计实例一样，假设调制器加上采样分压电阻的增益是-1.5dB。LC滤波器、调制器和采样电阻的增益之和如图12.16中的曲线段ABC。直到570Hz的转折频率B点前，增益斜率为水平，增益为-1.5dB。在转折频率后，增益斜率突变为-2。因为电容不含ESR，即无ESR零点，所以在B点后增益会一直保持这个斜率下降。第63页，课件共100页，创作于2023年2月12.13设计实例—通过3型误差放大器反馈环路稳定正激变换器同时，误差放大器在交越频率Fco处必须有+1的增益斜率，使LC滤波器的-2斜率叠加了误差放大器增益斜率后，能够得到-1的总增益斜率。因此，在F点绘制一条+1斜率的直线，往低频的方向延伸到双零点频率Fz处，往高频方向延伸到双极点频率Fp处。由能够获得足够相位裕量所需的K值，来确定频率Fz和Fp的大小(表12.3)交越频率Fco选为开关频率的1/5，即50/5=10kHz。在图12.16中的曲线段ABC上，l0kHz处的增益损耗等于-50dB。为了使Fco等于l0kHz，误差放大器在l0kHz处的增益必须等于+50dB(图12.16中的F点)。第64页，课件共100页，创作于2023年2月12.13设计实例—通过3型误差放大器反馈环路稳定正激变换器当Fco=10kHz，K=5时，零点Fz为2kHz，而极点Fz为50kHz。因此，在图12.16中，+1斜率的直线延伸到2kHz的E点。在这点，初始极点引起的-1斜率的增益曲线由于双零点的缘故变为+1斜率。零点频率Fz后，增益曲线以+1的斜率延伸到50kHz双极点。此时增益曲线由于双极点的缘故变为-1斜率。假设相位裕量为45度，则在Fco处，误差放大器加上LC滤波器后的总相位滞后等于360度-45度=315度。但是，不含有ESR的LC滤波器有180度的相位滞后，这只允许误差放大器有315度-180度=135度的相位滞后。从表12.3可以看出，K值为5时有136度的相位滞后，这足够满足要求。第65页，课件共100页，创作于2023年2月12.13设计实例—通过3型误差放大器反馈环路稳定正激变换器TJKLMN曲线段表示的是总开环增益，等于曲线段ABC与DEFGH之和。可以看出在l0kHz(交越频率Fco)处的增益等于0dB，并以-1斜率穿过Fco。K值为5时，可得到所需的45度相位裕量。第66页，课件共100页，创作于2023年2月12.143型误差放大器元件的选择为了得到所需的3型误差放大器增益曲线，需要选择6个元件(R1,R2,R3,C1,C2,C3)的值，以及根据4个公式(式(12.12)~式(12.15))来确定零点和极点频率。假设R1=1KΩ第一个零点出现在R1=Xc1，时(频率2000Hz处)，频率大于该零点频率时，反馈支路的阻抗主要是R2。因此，图12.6的增益在2000Hz处渐近等于R2/R1。由图12.16可知，误差放大器在2000Hz处的增益等于+37dB，即代数增益等于70.8。那么，当R1=1KΩ时，R2=70.8KΩ，则由式(12.12)得由式(12.14)得由式(12.13)得最后，由式(12.15)得