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开关电源控制环路设计(初级篇).pdf

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开关电源控制环路设计（初级篇）开关电源控制环路设计（初级篇） Preparedby：ChenXiaomin Mobile：13699791397 Email：cxmmeg@megmeet.com Date：December30,2010 Address：Shenzhen 议程 1、环路和直流稳压电源的关系 2、与环路相关的基本概念 波特图，环路稳定性判据，传递函数，零极点 3、常用的补偿控制器 PI,TypeII,TypeIII控制器（s域的传递函数，波特图） 4、模拟环路设计流程 4.1收集系统参数（输入电压，输出电压，输出电感电容，开关频率等） 4.2确定功率级的零极点 4.3根据4.2环节确定该选用何种补偿控制器 4.4确定补偿控制器的参数 5、数字和模拟环路的差别 5.1不同的设计方法，有何异同 5.2数字控制的电源设计方法 6、相关仪器和软件的使用 6.1环路分析仪 6.2mathcad 6.3仿真软件saber,psim，simplis，spice等 6.4matlab 7、经验分享 7.1油机电源MR48-2900环路设计经验分享 7.2电力电源MR220-3000环路设计经验分享 8、总结 PoweringtheFuture 议程 1、环路和直流稳压电源的关系 2、与环路相关的基本概念 波特图，环路稳定性判据，传递函数，零极点 3、常用的补偿控制器 PI,TypeII,TypeIII控制器（s域的传递函数，波特图） 4、模拟环路设计流程 4.1收集系统参数（输入电压，输出电压，输出电感电容，开关频率等） 4.2确定功率级的零极点 4.3根据4.2环节确定该选用何种补偿控制器 4.4确定补偿控制器的参数 5、数字和模拟环路的差别 5.1不同的设计方法，有何异同 5.2数字控制的电源设计方法 6、相关仪器和软件的使用 6.1环路分析仪 6.2mathcad 6.3仿真软件saber,psim，simplis，spice等 6.4matlab 7、经验分享 7.1油机电源MR48-2900环路设计经验分享 7.2电力电源MR220-3000环路设计经验分享 8、总结 PoweringtheFuture 稳压电源工作原理稳压电源工作原理 PoweringtheFuture 我们需要什么样的电源？ PoweringtheFuture 议程 1、环路和直流稳压电源的关系 2、与环路相关的基本概念 波特图，环路稳定性判据，传递函数，零极点 3、常用的补偿控制器 PI,TypeII,TypeIII控制器（s域的传递函数，波特图） 4、模拟环路设计流程 4.1收集系统参数（输入电压，输出电压，输出电感电容，开关频率等） 4.2确定功率级的零极点 4.3根据4.2环节确定该选用何种补偿控制器 4.4确定补偿控制器的参数 5、数字和模拟环路的差别 5.1不同的设计方法，有何异同 5.2数字控制的电源设计方法 6、相关仪器和软件的使用 6.1环路分析仪 6.2mathcad 6.3仿真软件saber,psim，simplis，spice等 6.4matlab 7、经验分享 7.1油机电源MR48-2900环路设计经验分享 7.2电力电源MR220-3000环路设计经验分享 8、总结 PoweringtheFuture 电源系统框图 PoweringtheFuture Bode图（由奈奎斯特图测定稳态裕量是很麻烦的） PoweringtheFuture 穿越频率和相位裕量，增益裕量 穿越频率fc（crossoverfrequency）:增益曲线穿越0dB线的频率点 相位裕量phasemargin）:相位曲线在穿越频率处的相位和-180度之间的相位差 增益裕量(Gainmargin):增益曲线在相位曲线达到-180度的频率处对应的增益 PoweringtheFuture 环路稳定性判据 根据奈奎斯特稳定性判据，当系统的相位裕量大于0度时，此系统是稳定的。 准则1：在穿越频率处，总开环系统要有大于30度的相位裕量； 准则2：为防止-2增益斜率的电路相位快速变化，系统的开环增益曲线在穿越频率附近 的增益斜率应为-1（-20db/10倍频程) 准则3:增益裕量是开环系统的模的度量，该变化可能导致曲线刚好通过-1点。一般需 要6db的增益裕量。 备注：应当注意，并不是绝对要求开环增益曲线在穿越频率附近的增益斜率为必须为-1，但是由 于-1增益斜率对应的相位曲线相位延迟较小，且变化相对缓慢，因此它能够保证，当某些环节的相 位变化被忽略时，相位曲线仍将具有足够的相位裕量，使系统保持稳定。 要满足上述的3个准则，我们需要知道开环系统所有环节的增益和相位情况，引入传递 函数，