上一篇文章中我們介紹了CCM電壓模式下BUCK電源的環路的“手動”補償,也就是通過觀察功率級伯德圖后,根據其特征手動放置零極點補償系統增益和相位。這種方法需要多次嘗試才能達到想要的效果,較為費時費力。
這一篇我們介紹一種所謂的“k”因子方法來實現一次環路補償到位。我們再將功率級開環的伯德圖拿出來看一看。
與上篇一樣,我們將系統穿越頻率fc設置在5kHz。根據上圖可知,在功率級的交流響應在5kHz處,相位滯后113°,增益衰減12.7dB。
對比手動放置零極點,我們在這“k”因子方法中需要先提出補償后的系統相位裕量才能進行后面計算,這里我們按照工程一般習慣設置相位裕量為45°。
所以,我們需要在補償電路中提升的相位為P:
P = 45°-(-113°)- 90°=68°
而需要補償的增益為G:
“k”因子的k值可以通過以下公式計算:
K = [ tan(P/4 + 45°)]
則
同樣,這里采用的環路補償類型仍然是放大器類型三:
R1通常在分壓輸出網絡中已確定,這里我們選擇R1=14kΩ,其余的參數,我們可以通過以下公式得出。
據此,可以得到環路網絡參數:
將此補償加入功率級:
仿真結果如下:
從該伯德圖中可以看到,穿越頻率為5kHz,相位裕量為45°。與設計一致。
輸入電壓調整能力:輸入電壓改變:12V→24V→14V,輸出響應如下:
輸出負載調整能力: 0.2A→2A→1A,輸出響應如下:
可見,輸入電壓調整能力和輸出負載調整能力比手動放置零極點的補償的效果好。但輸出啟動有較大過沖。
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