利用改進型CCM小信號模型預測有源鉗位正向轉換器的環路穩定性

摘要

本文中，我們利用連續電感器電流條件下有源鉗位正向轉換器的峰值電流模式（PCM）改進型小信號模型，預測UCC289X應用的實際環路穩定性。為了驗證計算結果的有效性，我們通過實際測量基于UCC2897 EVM樣機，并建立UCC2897A仿真模型來進一步證明。其結果表明，基于改進型小信號模型的計算結果也可以精確地預測實際環路穩定性。

1、引言

隨著電源可靠性評估的不斷發展，使用特定環路分析儀器進行環路穩定性測試成為目前唯一必不可少的要求。但是，在實際開發過程中，工程師們常常在環路穩定性功能調試上面花費太多的時間。例如，使用有源鉗位轉換器時，我們總是會碰到環路穩定性問題，因為很難在大信號負載動態和小信號環路穩定性之間實現一種較好的平衡，特別是在峰值電流控制模式下更是如此。在大信號負載動態優化方面，MOS電壓應力有巨大的影響力。為了獲得較好的優化，工程師們通常會花費大量的時間重復調試環路穩定性。

由于其小信號模型并不準確，因此對于這種計算方法是否適用于實際測量存在爭議，但是如果可以得到準確的小信號模型，則這個問題便可以迎刃而解。

本文的目標是建立一個計算平臺，根據UCC289X應用所使用有源鉗位正向轉換器的改進型CCM小信號模型來驗證環路穩定性。圖1顯示了實際EVM驗證舉例，另外，本文還將為你提供許多比較數據。最后，經過證明，使用UCC289X應用時，環路穩定性計算對于開發期間的實際設計和調試都非常有用。

圖1基于EVM的原理圖

2、功率級傳輸函數計算

求解工作占空比為：

輸出負載計算得到：

等效主檢測電阻為：

求解mc為：

由前面的一些參數，可使用MathCAD或者模擬軟件繪制出該傳輸函數的波特圖和相位特性圖

其中：

對于UCC289X應用來說，系數KC由內部分電阻器決定；它被設置為0.2，則控制到輸出傳輸函數的最終功率級傳輸函數為：

圖2顯示了計算結果：

圖2控制到輸出傳輸函數的波特計算