1
开关电源中的几个难点问题开关电源中的几个难点问题开关电源中的几个难点问题开关电源中的几个难点问题
张兴柱 博士
(2008年10月完成)
世纪电源网www.21dianyuan.com
2
问题清单
01010101:开关电源的带宽是不是越高越好????
02020202:为什么PFCPFCPFCPFC的带宽要控制在10~20Hz10~20Hz10~20Hz10~20Hz????
03030303:用UC3842~45UC3842~45UC3842~45UC3842~45控制的开关电源,,,,其限流点为什么会随输入电压变化????
04040404:开关电源的带容性负载能力是不是越大越好????
05050505:在峰值电流控制中,,,,当占空比大于0.50.50.50.5时,,,,为什么要加斜波补偿电路????
06060606:两个完全稳定的开关电源,,,,组成系统时,,,,为什么会产生振荡????
07070707: MOSFETMOSFETMOSFETMOSFET并联时为什么经常出现炸机现象????
08080808:开关电源中的拍频现象是怎么产生的????如何克服????
09090909:为什么开关电源中的干扰会对电源会产生致命的影响????
10101010: 为什么开关电源中的电性能,,,,热性能和EMIEMIEMIEMI性能是互相关联的????
11111111: 为什么高频功率变压器对电源的性能有非常大的影响????
12121212: MOSFETMOSFETMOSFETMOSFET的最大占空比应如何设计,,,,才能获得最佳的电源性能????
13131313: 如何才能保证大占空比下的隔离驱动电路绝对可靠????
14141414: 大占空比下电流取样电路的去磁如何实现????
15151515: 同步整流驱动对开关电源的效率是怎么影响的????
16161616: …………………………………………………………………………....
3
因
时间所限,,,,本次只给大家介绍清单中的前面六个问题
它们可归结为开关电源动态方面的难点问题
4
问题一:开关电源的带宽是不是越高越好????
5
1)1)1)1):两种常见控制的开关电源框图
(1)(1)(1)(1):峰值电流型控制
L
C
S D
)( td
)(tvg
)(tio
)(tvo
)(tig
pN
sN
T
Rf1
Rf2
OC1
sv1refV
3/1
Z1Z2
refV
)(tvf
)(tvc
)(1 tvc
6
L
C
S
D
)( td
)(tvg
)(tio
)(tvo
)(tig
pN
sN
T
Se
sm TV /
Rf1
Rf2
OC1
sv1refV
3/1
Z1Z2
refV
)(tvf
)(tvc
)(1 tvc
(2)(2)(2)(2):电压型控制
7
2)2)2)2):开关电源带宽的定义
(1)(1)(1)(1):开关电源的小信号传递函数方块图
gv
ˆ
oi
ˆ
ov
ˆ
gi
ˆ
ooutgvgcvco iZvGvGv
ˆˆˆˆ ×′−×′+×′=
ogiiggigcgicg iGvGvGi
ˆˆˆˆ )()()( ×′+×′+×′=
cv
ˆ
1ˆcv
H
ovH
ˆ
0ˆ =refv
)(sG c
ocDHK
ovH
ˆ−
outff ZZRR
′>>+ 121 //
121 // ZRR ff <<
去耦条件:
8
(2)(2)(2)(2):开关电源的小信号闭环环增益
)()()( sGsGKHHsT cvcDoc ×′×××=
(3)(3)(3)(3):开关电源闭环小信号等效电路
gv
ˆ
oi
ˆ
ov
ˆ
gi
ˆ
gcvg vG
ˆ×−
coutZ −
cinZ −
ocgii iG
ˆ)( ×−
其中:
cvgG − 电源模块的闭环小信号电压音频隔离度
coutZ − 电源模块的闭环小信号输出阻抗
cgiiG −)( 电源模块的闭环小信号电流音频隔离度
电源模快的闭环小信号输入阻抗
cgig
cin
G
Z
−
− =
)(
1
9
(4)(4)(4)(4):开关电源闭环小信号等效电路中的动态参数
T
G
G
vg
cvg
+
′
=−
1
T
Z
Z
out
cout
+
′
=−
1
)()()(
1
gic
vc
vg
gigcgig G
G
G
T
T
GG
′
′
′
+
−′=−
)()()(
1
gii
vc
out
giicgii G
G
Z
T
T
GG
′
′
′
+
+′=−
开关电源闭环小信号等效电路中的动态参数是否有解((((或开关电源是否稳
定))))与其闭环环增益 有关. . . . )(sT
开关电源闭环小信号等效电路中的动态参数是否满足开关电源的动态规
格与其闭环环增益 有关. . . . )(sT
10
-- 用环增益的Bode图,可判断开关电源的稳定性。
-- 环增益的带宽:其幅频特性 与零dB相交处的频率;
-- 环增益的相位裕量:
cf
)(180 cm jT ω∠+°=Φ cc fπω 2=其中:
)(log20 ωjT
稳定性条件: ,增益裕量 分贝。
上述条件须在所有稳态工作点上及全部环境温度下均满足,系统才
是稳定的。
开关电源的带宽就是其闭环环增益的带宽。
°°>Φ 45~30m
°−180
6≥
(5)(5)(5)(5):开关电源的稳定性判椐及开关电源的带宽概念
-- 环增益的增益裕量:环增益相位为 处的环增益幅度的分贝
绝对值。
11
3)3)3)3):开关电源带宽的高低对开关电源的影响
(1)(1)(1)(1):从开关电源的稳定性看,,,,带宽越低,,,,电源越容易稳定:
--- 对PCB布板要求降低;
--- 补偿电路的抗高频干扰能力增强;
--- 相位裕量增加;
(2)(2)(2)(2):从开关电源的动态指标看,,,,带宽越高,,,,电源的动态性能越好;
--- 可提高对输入低频纹波的抑制能力;
--- 可提高对输出负载电流变化的抑制能力;
(3)(3)(3)(3):在满足同样动态指标时,,,,带宽高的开关电源,,,,会有更高的功率
密度和更低的成本:
--- 带宽越高,其低频处的闭环音频隔离度就越小,输出端的低频率纹
波就越小,在输出纹波一样时,输入端的滤波电容就越小;同样的
道理在负载跳变所引起的输出电压变化一样时,输出端的滤波电
容就越小;
(4)(4)(4)(4):提升开关电源的带宽,,,,对开关电源的性价比非常有利,,,,但受许
多因素牵制::::
--- 开发人员的水平;
--- 合理的总体
;
--- PCB布板要求的提高等等.
12
4)))):开关电源的带宽是不是越高越好?
答案:是
因为只有不断提高开关电源的带宽,才能保证你的开关电源产品
更有竞争力,才能更好地满足客户的要求.
13
问题二:为什么PFCPFCPFCPFC的带宽要控制在10~20Hz?10~20Hz?10~20Hz?10~20Hz?
14
1)1)1)1):传统PFCPFCPFCPFC的实现框图
Vin
Vo
R
UC 3854控制简图
输入电压
波形取样
输入前馈
电压取样
电压环
AB
C C
AB
电流环
PWM及驱动
三角波
基准
通过一个乘法器和电压环实现输出的稳压,正弦的电流环基准,及输入
的前馈;用快速的电流环实现输入电流的正弦和单位功率因数。
15
2)2)2)2):实现与输入电压同相且失真很小的输入正弦电流之要求
(1)(1)(1)(1):电流环的基准必须与输入电压同相且失真很小:
(2)(2)(2)(2):电流环的速度足够快或者该环环增益的带宽足够高。
3)3)3)3):为什么PFCPFCPFCPFC的带宽要控制在10~20Hz?10~20Hz?10~20Hz?10~20Hz?
(1)(1)(1)(1):因为电流环的基准为:
C
AB
iref =
tvkA Lrmsgg ωsin2 )(=其中: 为输入电压波形的取样信号:
)
2
rmsggrmsvkC (= 为输入电压有效值的取样信号:
当输入电压波形无失真时,基准电流的波形在BBBB为净直流时,为理想的
正弦。而现在的BBBB是电压环的输出,它有一个直流分量和一个两倍网频
分量。两倍网频分量产生的原因见下面的分析:
tvVvB Lcmcc ω2sin+==
16
(1):忽略输出电压的纹波;
(2):输入电流为正弦波,与输入电压同相;
(3):定频控制,且最大占空比可等于1;
(4):功率级元器件均理想;
(5):电感电流为CCM。
R
L
CS
D)(tIg )(tId )(tIo )(tVo
)(tD
)(tVg )(tVd
tVtV Lrmsgg ωsin2)( )(= tItI Lrmsgg ωsin2)( )(=
oo VtV ≈)(
(1)电路原理图(稳态)
(2)分析假定
17
(3):稳态电路波形
t
Average
t
oV∆oV
)( tV g
)(tIg
t
)(tId
oI
t
Average
t
oV∆oV
)( tV g
)(tIg
t
)(tId
oI
)(tD
1=D
t
)(tD
1=D
t
因为:
因为, )()( tVtV gL <<
og VtDtV ×−≈ )](1[)(
od VtDtV ×= )()(
)()( tPtP go =
)2cos1(
sin2
)()()(
)()(
2
)()(
tIV
tIV
tItVtP
Lrmsgrmsg
Lrmsgrmsg
ggg
ω
ω
−××=
×=
×=
)()( tIVtP doo ×=
所以: )2cos1()( )()( t
V
IV
tI L
o
rmsgrmsg
d ω−
×
=
及:
所以:
,
t
V
V
tD L
o
rmsg
ωsin
2
1)(
)(
−≈
R
L
CS
D)(tIg )(tId )(tIo )(tVo
)(tD
)(tVg )(tVd
Lωω 2=输出电压的低频( )纹波:
R
CL
<<
ω2
1当: 有: oc
L
o
o IX
C
I
V ×==∆
ω
18
(2)(2)(2)(2):所以电流环的基准可写成:
ttKvtKV
tvVtKvtK
C
AB
i
LLcmLc
LcmcLcLref
ωωω
ωωω
2sinsinsin
]2sin[sinsin
+=
+×=×==
因为:
tttttttt LLLLLLLL ωωωωωωωω 3cos
2
1
cos
2
1
)]2cos()2[cos(
2
1
2sinsin −=+−−=
所以基准中的第二项会带来失真,为减小该失真,唯一的
就是将
减小到很小,使第二项的影响可忽略。这就要求电压环的补偿电路对
输出电压的2222倍网频分量有非常大的衰减。经分析可知,为实现3%3%3%3%左
右的输入正弦电流失真度,电压环的带宽一般须控制在10~20Hz10~20Hz10~20Hz10~20Hz。
cmv
PFCPFCPFCPFC的电压环设计BodeBodeBodeBode图见下页:
grms
g
v
K
K
2
=
grms
g
g
k
k
K =
19
)(sT )(sTu )(sGc
)(log20 sT )(sT∠
1Hz 10Hz 100Hz 1KHz 10KHz 100KHz 1MHz
-20dB
0dB
20dB
40dB
-40dB
-60dB
-80dB
°0
°90
°−90
10/1pf
decdB /20−
°−180
A
cf
A−
mΦ
110 pf
1pf
1pf
if
′′
cp ff =1
i
c
f
f
k
′′
=
CVK
f
o
i
××′×
=′′
π2
1
)/1(
)(
1p
c
s
k
sG
ω+
=
0ˆ =refv
ov
ˆ
cv
ˆ
R4
C3
Rf1
R3
34 R
f
f
R
i
c
×
′′
=
cfR
C
×
=
4
3
2
1
π
13 )1 f
ref
o
R
V
V
R −=(
gi
s
KR
R
K
×
=′
grms
g
g
k
k
K =
20
问题三:用UC3842~45UC3842~45UC3842~45UC3842~45控制的开关电源,,,,其限流点
为什么会随输入电压变化????
21
1)1)1)1):峰值电流型控制的调制器方程
d
Vc
Fm
Ri x iL
cv
fs
ns
Li iR ×
0
sdT
sT
t
)( peakLi iR ×
(1)(1)(1)(1):无外部补偿斜波(占空比小于0.50.50.50.5):
(2)(2)(2)(2):限流时调制器的稳态方程:
max]
2
)(
)([ c
L
Li v
ti
tIR =
∆
+×
22
2)2)2)2):正激变换器的限流点
max
)1(
2
c
s
o
oc
s v
N
TD
L
V
I
R =
−+
×
s
o
ocL TD
L
V
Iti )1(
2
)( −+=
因为限流时:
g
o
V
NV
D
η
=而:
所以:
所以限流点:
s
o
s
c
oc TD
L
V
R
Nv
I )1(
2
max
−−=
从方程可知,限流点与输入电压有关。
L
Vcmax
Fm
d
Rs
Rs x IL/N
Vg
Vo
RC
S
D1
pN
sN
IL
Ioc
D2
23
3)3)3)3):反激变换器的限流点
max])1(
2)1(
[ cs
m
ooc
s vTD
L
NV
DN
I
R =−+
−
×
s
m
ooc
TD
L
NV
DN
I
t )1(
2)1(
)(Im −+
−
=
因为限流时:
og NVV
D
η+
=
1
1而:
所以:
所以限流点:
])1(
2
)[1(
max
s
m
o
s
c
oc TD
L
NV
R
v
DNI −−−=
从方程可知,限流点与输入电压有关。
Lm
Vcmax
Fm
d
Rs
Rs x Im
Vg
Vo
RC
S
D
pN
sN
Im
Ioc
24
5)5)5)5):采用UC3842~45UC3842~45UC3842~45UC3842~45控制的开关电源,,,,其限流点的调试通常比
较费时,往往要加一个输入电压前馈来尽量减小限流点
与输入电压的影响。大家要先进行分析,再设计参数,
然后再去调试,这样可以减少很多时间。
4)4)4)4):可见用UC3842~45UC3842~45UC3842~45UC3842~45控制的开关电源,,,,其限流点会随输入电
压变化,在有外部斜波补偿时,用同样的分析,也有同
样的结果。
6)6)6)6):下面是对反激变换器的限流点分析.
25
R1
R3
C2
R2C1
Rf2
TL431
UC3844
R4
OC1
ss iR ×
ov
Rf1
Vref
Rt
Ct
7
V
c
c
G
N
D
5
RT/CT C.S
Vfb
Comp Vref
OUT
1
2
4
8
6
3
Vref
pccV − Gate
cv
1cv
3i
4i
gv
R5 R6
过流保护直接采用UC3844的峰值限流功能来实现,当超过限流点时,比较器会限制占空
比,从而减小输出电压,当负载继续增加时,输出电压会变得更低,因辅助电源Vcc-p是
从变压器的辅助绕组中获得的,所以辅助电源的电压也会变低,在过流点后的某一负载范
围内,如辅助电源仍在IC的关断电压之上,则开关电源仍将工作,但按恒峰值电流方式工
作,当负载再继续增加后,辅助电源的电压就不足以维持IC的工作,而会将IC关断。IC的
关断导致DC/DC的关断,负载电流下降,但由于IC的电源电压有一个很大的回差,所以要
在一定时间后,才能重新启动开关电源,如过载故障还在,则会再一次关断开关电源,形
成一种间隙的保护方式,如过载故障已经消失,则将重新开启电源。但因峰值电流限流方
式与输入电压的大小很有关系,输入低限的限流点比输入高限的限流点要低,为保证限流
点的尽可能一致,图中在电流采样中加了一个输入电压的前馈。
26
因为:
1):未加输入电压前馈时的过流点与输入电压的关系
]
2
)1(
)1(
[
m
soo
sc
L
TDNV
DN
I
RV
−
+
−
=
CCM模式
m
sg
sc
L
DTV
RV =
DCM模式
所以在限流点时,有:
max
)(
]
2
)1(
)1(
[ c
m
soco
s V
L
TDNV
DN
I
R =
−
+
−
maxc
m
sg
s V
L
DTV
R =
]
2
)1(
)[1(
max
)(
m
so
s
c
co
L
TDNV
R
V
DNI
−
−−=
因为:
og NVV
D
+
=
1
1
所以: ]
21
[
1
max
)(
m
s
go
o
s
c
go
co
L
T
VNV
NV
R
V
VNV
N
I
+
−
+
=
所以限流点与输入电压有关。
s
c
c
oc
g
coo
m
sg
R
V
K
I
DV
IV
L
DTV max
)(
)( 22
===
其中:
)(
)(
/
22
coo
sm
c
sm
c
IV
fL
R
fL
K ==
所以:
oc
o
sm
oc
c
oc
s
c
I
V
fL
I
K
I
R
V
2
44
)(
2
)(
2
2max ==
2max )(
2 s
c
o
sm
oc
R
V
V
fL
I =
所以限流点与输入电压无关。
所以在限流点时,有:
s
c
m
sg
R
V
L
DTV max
=或:
又因为: )(
2
2
cooog
m
sg
ggg IVPV
L
TDV
VIP ====
及:
)(cg
o
K
D
V
V
=
所以有:
27
因为:
2):加输入电压前馈后的过流点与输入电压的关系
g
m
soo
sc V
RR
R
RR
R
L
TDNV
DN
I
RV
65
5
65
6
]
2
)1(
)1(
[
+
+
+
−
+
−
=
CCM模式 DCM模式(不需要加前馈)
所以在限流点时,有:
max
65
5
65
6)(
]
2
)1(
)1(
[ cg
m
soco
s VV
RR
R
RR
R
L
TDNV
DN
I
R =
+
+
+
−
+
−
]
2
)1(
)[1(
6
5max
6
65
)(
m
so
g
s
c
co
L
TDNV
V
R
R
R
V
R
RR
DNI
−
−−
+
−=
因为:
og NVV
D
+
=
1
1
所以: ]
21
[
1 6
5max
6
65
)(
m
s
go
o
g
s
c
go
co
L
T
VNV
NV
V
R
R
R
V
R
RR
VNV
N
I
+
−−
+
+
=
限流点仍与输入电压有关,但可通过选择前馈的权重,来使得低限和高限具有相同的
限流点。见下页:
28
3):加输入电压前馈后的参数设计
方程1: maxmin
65
5
65
6max
max
)(
]
2
)1(
)1(
[ cg
m
soco
s VV
RR
R
RR
R
L
TDNV
DN
I
R =
+
+
+
−
+
−
其中:
og NVV
D
min
max
1
1
+
= 为要求的限流点
]
21
[
1
]
21
[
1
max
max
6
5max
6
65
max
min
min
6
5max
6
65
min
m
s
go
o
g
s
c
go
m
s
go
o
g
s
c
go
L
T
VNV
NV
V
R
R
R
V
R
RR
VNV
N
L
T
VNV
NV
V
R
R
R
V
R
RR
VNV
N
+
−−
+
+
=
+
−−
+
+
方程中除了Rs、R5、R6未知外,其它参数都是已知的。所以三个方程应当可以求得一
组近似解。而目前是在实验中凑参数。来调节限流点,这往往会花费开发人员大量的
时间,而且从方程可知,对于不同的输入电压范围,不同的主电路参数,这组参数是
不同的,因而不能随便套用,作这个实验,将使开发人员花费很多时间。
maxmax
65
5
65
6min
min
)(
]
2
)1(
)1(
[ cg
m
soco
s VV
RR
R
RR
R
L
TDNV
DN
I
R =
+
+
+
−
+
−方程2:
方程3:
og NVV
D
max
min
1
1
+
= )( coI
VV c 1max =
29
问题四:开关电源的带容性负载能力是不是越大越好????
30
1)1)1)1):开关电源的带容性负载能力
L
C
S D
)( td
)(tvg
)(tio
)(tvo
)(tig
pN
sN
T
Rf1
Rf2
OC1
sv1refV
L
C
S D
)( td
)(tvg
)(tio
)(tvo
)(tig
pN
sN
T
Rf1
Rf2
OC1
sv1refV
3/1
Z1Z2
refV
)(tvf
)(tvc
)(1 tvc
CL
3/1
Z1Z2
refV
)(tvf
)(tvc
)(1 tvc
CL
开关电源能够带的最大负载电容,称为开关电源的容性负载能力。
31
2)2)2)2):开关电源容性负载能力的大小给用户有什么好处?
对两家公司的开关电源进行比较时:
(1111):在其带宽相同时,带容性负载能力越强的开关电源,用户使用时
的动态负载范围会更宽;
(2222):当带宽不相同时,带宽低的开关电源,即使具有更大的带容性负
载能力,在带宽高的开关电源能满足的动态负载场合,也应尽量
避免选择前者,原因是它让用户使用更多的电容,占据更多的空
间;
(3333):如能够将开关电源的带宽提高许多,而降低其带容性负载的能力,
对用户是好事,对电源公司且会增加开发难度。一个电源企业要
想办法提高开关电源的带宽让用户去满足快速的动态负载,而不
是想办法让用户用更多的电容去满足快速的动态负载。
答案:开关电源的带容性负载能力并不是越大越好。只有在带宽
相同时,才是越大越好,当带宽不同时,这个能力不能比
较。
或许得在电源规格中引入一个带宽与容性负载能力乘积的指标,
才能对各家企业的开关电源进行这方面的比较。
32
问题五:在峰值电流控制中,,,,当占空比大于0.50.50.50.5时,,,,为什么
要加斜波补偿电路????
33
1)1)1)1):从调制器的波形看子谐波振荡的现象(CCMCCMCCMCCM)
VcVcVcVc
d>0.5d>0.5d>0.5d>0.5 Black---- Steady-State
Red-----Small Disturbance---- Oscillation
---- Sub Harmonic
VcVcVcVc
d<0.5d<0.5d<0.5d<0.5
SSSSnnnn
SSSSffff
SSSSnnnn SSSSffff
Black---- Steady-State
Red-----Small Disturbance---- Stable
SSSSnnnn
S>S>S>Sffff
D>0.5,有不稳定性问题---因外部时钟的原因,这种不稳定性表现为子谐波振荡
34
2)2)2)2):从等效功率级的小信号传递函数看子谐波振荡的原因
(用BuckBuckBuckBuck变换器作为例子 --CCM--CCM--CCM--CCM)
Vg Vo
R
L
C
S
D
RL
RC
Vm
Ts
d
Fm
Vc
Fm
iL
Ri
Ri x iL
Se
)1)(1(
)1(
)(
22
0
nnpp
zc
vcvc
sQss
s
GsG
ωωω
ω
+++
+
′≈′
其中:
1
0
1
FR
R
G
i
vc =′
1
1
F
RC
p =ω
)5.0(
1
−′
=
Dm
Q
c
p
π
CRc
zc
1
=ω
s
n
T
π
ω =
nec SSm +=1
从 可知,当无外部斜波补偿( )时,对应于占空比大于0.5的工作点,
CCM下的等效功率级会产生子谐波振荡,所以必须外加一个一定含量
的外部斜波补偿.
pQ 1=cm
)5.0(11 −′+= Dm
L
RT
F c
s
35
3)3)3)3):为了避免子谐波振荡,必须保证 ,所以在占空比
大于0.50.50.50.5时,要加一个外部斜波补偿。
0>pQ
0
)5.0(
1
>
−′
=
Dm
Q
c
p
π
05.0 >−′Dmc
D
mc
−
>
1
5.0
DS
S
n
e
−
>+
1
5.0
1
D
D
DS
S
n
e
−
−
=−
−
>
1
5.0
1
1
5.0
fne S
D
D
S
D
D
S
−
=
−
−
>
1
1
5.0
ne S
D
D
S
−
−
>
1
5.0
在Buck变换器中,有:
i
og
n R
L
VV
S
−
= i
o
f R
L
V
S =
所以有:
如最大占空比为0.7时,所需要的外部补偿谐波:
ffe SS
D
D
S
7
31
=
−
>
36
4)4)4)4):所有功率变换器在CCMCCMCCMCCM下的峰值电流型控制中,其
等效功率级的小信号传递函数中,都有下面的一项
)1(
1
22
nnp sQs ωω ++
)5.0(
1
−′
=
Dm
Q
c
p
π
s
n
T
π
ω =
nec SSm +=1
所以:在峰值电流控制中,,,,当占空比大于0.50.50.50.5时,,,,都存在子谐波振
荡,只有加一个合适的斜波补偿电路才能克服该子谐波振荡。
5)5)5)5):后面给出几种外部斜波补偿的接入电路
37
R1
R3
C2
R2C1
Rf2
TL431
UC3844
R4
R5
OC1
ss iR ×
ov
Rf1
Vref
Rt
Ct
7
V
c
c
G
N
D
5
RT/CT C.S
Vfb
Comp Vref
OUT
1
2
4
8
6
3
Vref
R6
C3
pccV − Gate
Re Ce
1):外部斜波接入电路#1的原理图
在Pin 3脚接入的斜波是一个交流分量,如右图。
ev
t
t
tcv
sT
cmV
emV
cmem V
R
R
V
e6
6
R+
=
s
cm
e
T
V
R
R
S
e6
6
R+
=
38
R1
R3
C2
R2C1
Rf2
TL431
UC3844
R4
R5
OC1
ss iR ×
ov
Rf1
Vref
Rt
Ct
7
V
c
c
G
N
D
5
RT/CT C.S
Vfb
Comp Vref
OUT
1
2
4
8
6
3
Vref
R6
C3
pccV − Gate
Re2
Re1
Vref
Qe
2):外部斜波接入电路#2的原理图
在Pin 3脚接入的斜波是一个直流分量,如右图。
ev
t
t
tcv
sT
cmV
emV
)7.0(
R 2e6
6
−
+
= cmem V
R
R
V
s
cm
e
T
V
R
R
S
7.0
R 2e6
6 −
+
=
39
R1
R3
C2
R2C1
Rf2
TL431
UC3844
R4
R5
OC1
ss iR ×
ov
Rf1
Vref
Rt
Ct
7
V
c
c
G
N
D
5
RT/CT C.S
Vfb
Comp Vref
OUT
1
2
4
8
6
3
Vref
R6
C3
pccV − Gate
Re2
Re1
Gate De
Ce
3):外部斜波接入电路#3的原理图
在Pin 3脚接入的斜波是一个直流分量,如右图红线波形。
ev
t
t
Gate
sT
emV
sDT
s
e
pcc
em T
C
V
R
R
V
1e2e6
6
RR
−
+
=
e
pcc
e
C
V
R
R
S
1e2e6
6
RR
−
+
=
40
问题六:两个完全稳定的开关电源 ,,,,组成系统时,,,,为什么
会产生振荡????
41
1)1)1)1):两个开关电源级联组成的系统作为例子
gv
ˆ
bi
ˆ
bv
ˆ
gi
ˆ
gcvg vG
ˆ1×−
1coutZ −
1cinZ −
11)( ˆbcgii iG ×−
#1 #2
oi
ˆ
ov
ˆ
2cinZ −
ocgii iG
ˆ2)( ×−
bcvg vG
ˆ2×−
2coutZ −
o
cincout
coutcgiicvgcout
g
cincout
cvgcvg
o i
ZZ
ZGGZ
v
ZZ
GG
v
ˆ
1
ˆ
1
ˆ
21
12)(22
21
21
−−
−−−−
−−
−−
+
+
−
+
=
从上面的小信号等效电路,可得该级联系统的小信号方程:
新系统的环增益为:
2
1
)(
cin
cout
s
Z
Z
sT
−
−
=
由于开关电源的闭环输入阻抗在低频段为负值,所以当两个开关电源的动态小信号
不匹配时,上述小信号方程会有右半平面的极点,即其组成的系统会出现振荡:
42
2)2)2)2):上述分析表明
两个完全稳定的开关电源,,,,组成系统时,,,,也可能产生振荡????同样的方法可
用来分析其它的开关电源系统产生稳定性问题的原因。
3)3)3)3):两个开关电源级联组成的系统稳定的条件:
1
2
1
<
−
−
cin
cout
Z
Z
4)4)4)4):当满足: 1
2
1
<<
−
−
cin
cout
Z
Z
对两个开关电源级联组成的系统的动态影响最小。
43
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