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【10周年】用simplis驗證環(huán)路理論(二)

在這個帖子里,我們來看一下隔離電源的開環(huán)特性。

事實上,對于電壓型控制來說,大部分的隔離電源的小信號模型,都可以遵循三個基本拓?fù)涞哪P?。無非是插入了一個帶有變比的變壓器而已。但是對于少數(shù)的拓?fù)鋪碚f,確實有不同之處。



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2013-06-24 19:48

先來看一個理想的反激電源

 

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2013-06-24 19:48
@sometimes
先來看一個理想的反激電源[圖片] 
這里變壓器變比為2:1, 初級電感為80uH
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2013-06-24 19:50
@sometimes
這里變壓器變比為2:1,初級電感為80uH
如果把這個反激等效為buckboost,可以發(fā)現(xiàn)和帖子(-)里面的buckboost是一樣的,那么波特圖是否一樣呢?
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2013-06-24 19:51
@sometimes
如果把這個反激等效為buckboost,可以發(fā)現(xiàn)和帖子(-)里面的buckboost是一樣的,那么波特圖是否一樣呢?

 

對比一下,的確是一樣的。

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2013-06-24 19:52
@sometimes
[圖片] 對比一下,的確是一樣的。
這就說明,要得到flyback的小信號模型,只要先把它等效為buckboost,就可以直接套用書中的公式了。
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2013-06-28 19:15

對于傳統(tǒng)的正激來說,同樣可以等效為buck電路

 

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2013-06-28 19:17
@sometimes
對于傳統(tǒng)的正激來說,同樣可以等效為buck電路[圖片] 

從波特圖來看,依然是個典型的雙極點特性。

 

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2013-06-28 19:22
@sometimes
對于傳統(tǒng)的正激來說,同樣可以等效為buck電路[圖片] 

那么雙管正激呢?

 

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2013-06-28 19:23
@sometimes
那么雙管正激呢?[圖片] 

 

完全一樣的特性

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2013-06-29 15:14
@sometimes
對于傳統(tǒng)的正激來說,同樣可以等效為buck電路[圖片] 

那么如果是ACF呢?

 

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2013-06-29 15:17
@sometimes
那么如果是ACF呢?[圖片] 

對于一個理想的電壓型ACF來說,實際上小信號模型和buck是一致的,但是在理論的數(shù)學(xué)模型中,勵磁電感和鉗位電容會導(dǎo)致一對極點,和一對零點。但是這兩對零極點在不考慮寄生參數(shù)的ACF中,又是完美重疊的,所以不需要考慮。

當(dāng)然在考慮寄生參數(shù)之后,這兩對零極點會帶來少少的影響,但是我認(rèn)為影響并不很關(guān)鍵。

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2013-06-29 15:22
@sometimes
對于一個理想的電壓型ACF來說,實際上小信號模型和buck是一致的,但是在理論的數(shù)學(xué)模型中,勵磁電感和鉗位電容會導(dǎo)致一對極點,和一對零點。但是這兩對零極點在不考慮寄生參數(shù)的ACF中,又是完美重疊的,所以不需要考慮。當(dāng)然在考慮寄生參數(shù)之后,這兩對零極點會帶來少少的影響,但是我認(rèn)為影響并不很關(guān)鍵。

來看一下仿真結(jié)果:

 

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2013-06-29 15:25
@sometimes
來看一下仿真結(jié)果:[圖片] 

基本上還是一個典型的雙極點特性,但是如果仔細(xì)看,就會發(fā)現(xiàn)在10多K的地方,曲線出現(xiàn)了一個小波折。

那就是勵磁電感和鉗位電容產(chǎn)生的零極點沒有完美重合的產(chǎn)物。

但是這個零極點到底如何計算呢?我一下子沒有找到文獻(xiàn)。但是可以肯定的是,必定和該LC的諧振點有關(guān)。我的印象中是,先把L和C分別÷(1-D),然后再算出諧振頻率。就在這個頻率點附近。

所以如果要消除這個對環(huán)路的影響,在一定的前提下,LC的諧振好點越高越好。

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hxzx
LV.6
15
2013-06-29 21:18
@sometimes
先來看一個理想的反激電源[圖片] 

U1叫啥名,軟件怎么找到?謝謝

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2013-06-30 11:05
@hxzx
U1叫啥名,軟件怎么找到?謝謝
comparator with ground,比較器而已
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2013-06-30 11:23

那么如果是傳統(tǒng)半橋呢?下圖為開關(guān)頻率為250Khz(單個開關(guān)管的頻率)的半橋

 

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2013-06-30 11:28
@sometimes
那么如果是傳統(tǒng)半橋呢?下圖為開關(guān)頻率為250Khz(單個開關(guān)管的頻率)的半橋[圖片] 

看一下波特圖

 

除了典型的雙極點特性之外,發(fā)現(xiàn)在250Khz處有一個復(fù)雜的現(xiàn)象。

那是因為變壓器的勵磁電感和橋臂電容形成的,但是令人放心的是,這個頻率點是固定的,為開關(guān)頻率處,顯然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一般環(huán)路的穿越頻率,完全可以忽略。

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2013-06-30 11:33

那么全橋呢,還是開關(guān)頻率為250Khz的全橋

 

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2013-06-30 11:34
@sometimes
那么全橋呢,還是開關(guān)頻率為250Khz的全橋[圖片] 

可以看到是非常典型的雙極點特性

 

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2013-06-30 11:40
@sometimes
那么全橋呢,還是開關(guān)頻率為250Khz的全橋[圖片] 

那么如果全橋具有隔直電容呢?

 

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2013-06-30 11:43
@sometimes
那么如果全橋具有隔直電容呢?[圖片] 

加入隔直電容之后,環(huán)路特性出現(xiàn)和半橋相同的特點,就是在開關(guān)頻率處出現(xiàn)一個復(fù)雜的現(xiàn)象,同樣是勵磁電感和隔直電容的作用。 

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hxzx
LV.6
23
2013-06-30 21:20
@sometimes
comparatorwithground,比較器而已

謝謝

這個圖形和一般的比較器不一樣

我實際上找了個運放來代替

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hxzx
LV.6
24
2013-06-30 21:27
@sometimes
comparatorwithground,比較器而已

這個軟件剛開始學(xué)

請教下:From model  library

             From  symbol  library

這兩個庫有何細(xì)微區(qū)別?似乎都可以仿真。

 

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2013-07-01 11:47
@hxzx
這個軟件剛開始學(xué)請教下:Frommodel library            From  symbol library這兩個庫有何細(xì)微區(qū)別?似乎都可以仿真。 

model是確切可以仿真的,symbol里面有些只是一個圖形。

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2013-07-01 15:00

接下去,我們來看一個小信號模型非常復(fù)雜的拓?fù)洌?/p>

非對稱控制半橋(電壓型控制)

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2013-07-01 15:23
@sometimes
接下去,我們來看一個小信號模型非常復(fù)雜的拓?fù)洌悍菍ΨQ控制半橋(電壓型控制)

非對稱半橋的小信號模型非常復(fù)雜,根據(jù)文獻(xiàn)的描述,該拓?fù)涞男⌒盘柲P椭芯哂校?/p>

四個極點和兩個零點。

其中兩個極點是輸出LC濾波器造成的,這個是典型的buck特性。

但是另外的兩個極點和零點是變壓器勵磁電感和橋臂電容的緣故,但是慶幸的是,這兩對東東靠的的非常近。但是即便如此,也會給環(huán)路穩(wěn)定性帶來不少的麻煩。

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2013-07-01 15:46
@sometimes
非對稱半橋的小信號模型非常復(fù)雜,根據(jù)文獻(xiàn)的描述,該拓?fù)涞男⌒盘柲P椭芯哂校核膫€極點和兩個零點。其中兩個極點是輸出LC濾波器造成的,這個是典型的buck特性。但是另外的兩個極點和零點是變壓器勵磁電感和橋臂電容的緣故,但是慶幸的是,這兩對東東靠的的非常近。但是即便如此,也會給環(huán)路穩(wěn)定性帶來不少的麻煩。

輸出LC帶來的雙極點很明顯,就是該LC的諧振頻率點。

那么另外一對極點在哪呢?

 

這里Cp就是橋臂電容,如果是兩個橋臂電容,就是這兩個電容并聯(lián)

Leq是 

這兩個電感的并聯(lián),Lm是勵磁電感,Lf是輸出電感值,N‘是

 

這里n是變壓器    單個次級繞組/初級繞組  比值

D是占空比(小于0.5)

那么那對零點呢?

在這里: 

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2013-07-01 16:41
@sometimes
輸出LC帶來的雙極點很明顯,就是該LC的諧振頻率點。那么另外一對極點在哪呢?[圖片] 這里Cp就是橋臂電容,如果是兩個橋臂電容,就是這兩個電容并聯(lián)Leq是[圖片] 這兩個電感的并聯(lián),Lm是勵磁電感,Lf是輸出電感值,N‘是[圖片] 這里n是變壓器  單個次級繞組/初級繞組 比值D是占空比(小于0.5)那么那對零點呢?在這里:[圖片] 

 

來看一個AHB

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2013-07-01 16:43
@sometimes
[圖片] 來看一個AHB
這里L(fēng)m為500uH,D為0.25,n=0.2
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2013-07-01 16:45
@sometimes
這里L(fēng)m為500uH,D為0.25,n=0.2

計算一下可以知道:

輸出LC導(dǎo)致的雙極點在3.5K

初級LC導(dǎo)致的雙極點在8.7K

雙零點在10K左右


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