反激電源設計之設計控制環路實例

輸出濾波電容的內阻比較大,自身阻容形成的零點比較高,這樣在8K處的相位滯后比較大。
Phanse angle = arctan(8/5.3)-arctan(8/0.033)-arctan(8/33)= -47度。
如果還用單極點補償,則帶寬處相位裕量為180-90-47=43度,偏小。用2型補償來提升。
三個點的選取,第一個極點在原點,第一的零點一般取在帶寬的1/5左右,這樣在帶寬處提升相位78度左右,此零點越低,相位提升越明顯,但太低了就降低了低 頻增益,使輸出調整率降低,此處我們取1.6K。第二個極點的選取一般是用來抵消ESR零點或RHZ零點引起的增益升高,保證增益裕度。我們用它來抵消 ESR零點,使帶寬處保持-20db/10 decade 的形狀,我們取ESR零點頻率5.3K。數值計算:
8K處功率部分的增益為 -20* log(5300/33)+20* log19.4 = -18dB
因為帶寬8K,即最后合成增益曲線8K處0dB
所以8K處補償放大器增益應為18dB, 5.3K處增益=18+20log(8/5.3)=21.6 dB
水平部分增益= 20logR2/R1=21.6 推出R2=12*R1=233K
fp2=1/2*pi*R2C2 推出C2=1/(2*3.14*233K*5.4K)=127pF。
fz1=1/2*pi*R2C1 推出 C1=1/ (2*3.14*233K*1.6K)=0.427nF。
相位
fo 為LC諧振頻率,注意Q值并不是用的計算值,而是經驗值,因為計算的Q無法考慮LC串聯回路的損耗(相當于電阻),包括電容ESR,二極管等效內阻,漏感和繞組電阻及趨附效應等。在實際電路中Q值幾乎不可能大于4—5。
由于輸出有LC諧振,在諧振點相位變動很劇烈,會很快接近180度,所以需要用3型補償放大器來提升相位。其零,極點放置原則是這樣的,在原點有一極點來提 升低頻增益,在雙極點處放置兩個零點,這樣在諧振點的相位為-90+(-90)+45+45=-90。在輸出電容的ESR處放一極點,來抵消ESR的影 響,在RHZ處放一極點來抵消RHZ引起的高頻增益上升。
元件數值計算,為方便我們把3型補償的圖在重畫一下。
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