位置、運(yùn)動(dòng)和接近傳感技術(shù)
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2023-09-14 17:43:50 | 2464 次閱讀
當(dāng)系統(tǒng)交叉頻率遠(yuǎn)離功率級(jí)交叉頻率時(shí),會(huì)產(chǎn)生具有更好增益和相位裕度的穩(wěn)定輸出。盡管瞬態(tài)響應(yīng)較慢,但所選系統(tǒng)越遠(yuǎn)越好。在本文中,我們將嘗試討論反饋環(huán)路和斜率補(bǔ)償。本文還將描述二極管電流必須首先減小才能增加的現(xiàn)象,通常稱為右半平面 (RHP) 不穩(wěn)定性。
所選系統(tǒng)交叉頻率與功率級(jí)交叉頻率越遠(yuǎn),輸出越穩(wěn)定(具有更好的增益和相位裕度),但瞬態(tài)響應(yīng)越慢。大約 45° 的相位裕度提供了良好的響應(yīng),有一點(diǎn)過沖,但沒有振鈴。 除了簡單地增加所有工作頻率下的誤差放大器增益以將系統(tǒng)轉(zhuǎn)折頻率移至安全區(qū)域外,還可以通過向運(yùn)算放大器反饋添加補(bǔ)償來使誤差放大器相移與頻率相關(guān):

可以選擇補(bǔ)償元件值,以便在臨界交叉頻率處相位反轉(zhuǎn)并增加相位裕度,從而提高穩(wěn)定性。這使得輸出濾波器的阻尼較小,從而加速 DC/DC 轉(zhuǎn)換
反饋環(huán)路補(bǔ)償_2.png
右半平面不穩(wěn)定性
在通過二極管以連續(xù)電流驅(qū)動(dòng)輸出電感器的拓?fù)渲?,例如升壓、降?升壓、反激和正激轉(zhuǎn)換器,二極管的導(dǎo)通時(shí)間會(huì)增加反饋環(huán)路的延遲。如果負(fù)載突然增加,則必須暫時(shí)增加占空比以將更多能量轉(zhuǎn)移到電感器中。然而,高占空比會(huì)導(dǎo)致二極管導(dǎo)通的時(shí)間 (tOFF) 較短,因此 tOFF 期間的平均二極管電流實(shí)際上會(huì)減少(右圖 3)。當(dāng)輸出電流通過二極管提供時(shí),輸出電流也會(huì)減小。這種情況一直持續(xù)到平均電感電流緩慢上升且二極管電流達(dá)到其正確值為止。
這種現(xiàn)象(二極管電流必須先減小然后才能增大)稱為右半平面 (RHP) 不穩(wěn)定性,因?yàn)檩敵鲭娏鲿簳r(shí)與占空比異相 180。例如,在簡單的升壓轉(zhuǎn)換器中,根據(jù)以下公式出現(xiàn)臨時(shí)附加零:右半平面零位計(jì)算
RHP 不穩(wěn)定性幾乎無法補(bǔ)償,特別是當(dāng)零隨負(fù)載電流變化時(shí)。解決方案是設(shè)計(jì)反饋環(huán)路,其交叉頻率遠(yuǎn)低于 RHP 零點(diǎn)出現(xiàn)的最低頻率(這具有縮短 DC/DC 轉(zhuǎn)換器對階躍負(fù)載變化的反應(yīng)時(shí)間的缺點(diǎn)),以便在不連續(xù)模式 (DCM) 可完全消除該問題。
斜率補(bǔ)償 反饋環(huán)路不穩(wěn)定的另一潛在原因是次諧波或分叉不穩(wěn)定。根本原因是 PWM 比較器將反饋電壓電平與定時(shí)鋸齒形電壓斜坡進(jìn)行比較。之所以會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問題,是因?yàn)殡姼衅髦械哪芰吭诿總€(gè)開關(guān)周期中都沒有完全釋放,導(dǎo)致電流在錯(cuò)誤的時(shí)間流回反饋電路,或者僅僅是由于比較器輸入上的開關(guān)噪聲。效果是相同的:PWM 調(diào)制器產(chǎn)生分叉或雙拍。

次諧波不穩(wěn)定問題的解決方案稱為斜率補(bǔ)償。將人工斜坡波形(通常源自電感器電流的斜率或有時(shí)直接源自定時(shí)電容器電壓)添加到反饋電壓,以避免 PWM 比較器的錯(cuò)誤觸發(fā)或重新觸發(fā)。
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