本文是?21Dianyuan 社區(qū)原創(chuàng)技術(shù)文章，作者 ctus220，感謝作者的辛苦付出。

內(nèi)容目錄：

1、環(huán)路和直流穩(wěn)壓電源的關(guān)系

2、與環(huán)路相關(guān)的基本概念

? ? ?波特圖，環(huán)路穩(wěn)定性判據(jù)，傳遞函數(shù)，零極點(diǎn)

3、常用的補(bǔ)償控制器

? ? ?PI，Type II，Type III 控制器(s域的傳遞函數(shù)，波特圖)

4、模擬環(huán)路設(shè)計(jì)流程

? ? ?4.1 收集系統(tǒng)參數(shù)(輸入電壓，輸出電壓，輸出電感電容，開關(guān)頻率等)

? ? ?4.2 確定功率級的零極點(diǎn)

? ? ?4.3 根據(jù)4.2環(huán)節(jié)確定該選用何種補(bǔ)償控制器

? ? ?4.4 確定補(bǔ)償控制器的參數(shù)

5、數(shù)字和模擬環(huán)路的差別

? ? ?5.1 不同的設(shè)計(jì)方法，有何異同

? ? ?5.2 數(shù)字控制的電源設(shè)計(jì)方法

6、相關(guān)儀器和軟件的使用

? ? ?6.1 環(huán)路分析儀

? ? ?6.2 mathcad

? ? ?6.3 仿真軟件 saber，psim，simplis，spice 等

? ? ?6.4 matlab

7、經(jīng)驗(yàn)分享

? ? ?7.1 油機(jī)電源 MR48-2900 環(huán)路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)分享

? ? ?7.2 電力電源 MR220-3000 環(huán)路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)分享

8、總結(jié)

穩(wěn)壓電源工作原理

我們需要什么樣的電源？

電源系統(tǒng)框圖

Bode 圖

(由奈奎斯特圖測定穩(wěn)態(tài)裕量是很麻煩的)

穿越頻率和相位裕量，增益裕量

環(huán)路穩(wěn)定性判據(jù)：

??準(zhǔn)則1：在穿越頻率處，總開環(huán)系統(tǒng)要有大于30度的相位裕量；

??準(zhǔn)則2：為防止-2增益斜率的電路相位快速變化，系統(tǒng)的開環(huán)增益曲線在穿越頻率附近的增益斜率應(yīng)為-1(-20db/10倍 頻程)

??準(zhǔn)則3: ?增益裕量是開環(huán)系統(tǒng)的模的度量，該變化可能導(dǎo)致曲線剛好通過-1點(diǎn)。一般需要 6db 的增益裕量。

??備注：應(yīng)當(dāng)注意，并不是絕對要求開環(huán)增益曲線在穿越頻率附近的增益斜率為必須為-1，但是由于-1增益斜率對應(yīng)的相位曲線相位延遲較小，且變化相對緩慢，因此它能夠保證，當(dāng)某些環(huán)節(jié)的相位變化被忽略時(shí)，相位曲線仍將具有足夠的相位裕量，使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。

要滿足上述的3個(gè)準(zhǔn)則，我們需要知道開環(huán)系統(tǒng)所有環(huán)節(jié)的增益和相位情況，引入傳遞函數(shù)，零極點(diǎn)的概念可以很好的分析這個(gè)問題。。。

傳遞函數(shù) 零點(diǎn) 極點(diǎn)：

零極點(diǎn)頻率引起的增益斜率變化規(guī)則

一個(gè)零點(diǎn)，表示增益斜率變化了+1。

零點(diǎn)會引起相位超前。由 Fz 處的零點(diǎn)，引起在頻率 F 處超前的相位是：

一個(gè)極點(diǎn)，表示增益斜率變化了-1。

極點(diǎn)會引起相位滯后。由 Fp 處的極點(diǎn)，引起在頻率 F 處滯后的相位是：

嘗試用零點(diǎn)極點(diǎn)

???來分析一個(gè) Type II 補(bǔ)償器

轉(zhuǎn)折頻率 Fz 和 Fp 的設(shè)置。

Fz 和 Fp 相距越遠(yuǎn)，相位裕量就越大。這樣會使低頻增益減小，降低了抑制低頻紋波的衰減效果。同樣高頻增益增大，就會使高頻窄噪聲尖峰以更大的幅值通過。

如果 Fz 在 Fz2 而不再 Fz1，則在低頻 F1 的增益是 G1 而不是 G2；如果 Fp 在 Fp2 而不再 Fp1，則在高頻Fh的增益是 G3 而不是 G4。

低頻增益和紋波的關(guān)系

常用的補(bǔ)償控制器-Type II

常用的補(bǔ)償控制器-Type III

模擬環(huán)路設(shè)計(jì)流程

1、收集系統(tǒng)參數(shù)，例如輸入電壓，輸出電壓，濾波參數(shù)等，并確定開關(guān)頻率

2、確定功率級的零極點(diǎn)

3、確定穿越頻率和補(bǔ)償器的類型

4、確定所需要的補(bǔ)償器的零極點(diǎn)

5、計(jì)算實(shí)際的電阻電容參數(shù)

設(shè)計(jì)實(shí)例

??一個(gè)簡單的同步降壓 buck 電路(電壓型)

設(shè)計(jì)實(shí)例

???步驟1：收集系統(tǒng)參數(shù)

設(shè)計(jì)實(shí)例

???步驟2：確定功率級的零極點(diǎn)

設(shè)計(jì)實(shí)例

???步驟3：確定穿越頻率和補(bǔ)償器的類型

根據(jù)采樣定理，穿越頻率 (fc) 必須小于開關(guān)頻率的1/2，但實(shí)際上穿越頻率必須遠(yuǎn)小于開關(guān)頻率的1/2，否則在輸出中將會有很大的開關(guān)紋波。這里開關(guān)頻率為 200k，我們選擇穿越頻率 20KHz(1/10開關(guān)頻率)。

因?yàn)?fpo

設(shè)計(jì)實(shí)例

???步驟4：確定所需要的補(bǔ)償器的零極點(diǎn)

設(shè)計(jì)實(shí)例

???步驟5：計(jì)算實(shí)際的電阻電容參數(shù)

設(shè)計(jì)實(shí)例

???補(bǔ)償器的 bode 圖

設(shè)計(jì)實(shí)例

???系統(tǒng)開環(huán) bode 圖

模擬控制的電源-----s 域(連續(xù))

數(shù)字控制的電源-----z 域(離散)

數(shù)字控制的電源設(shè)計(jì)方法

???(直接/間接)

環(huán)路分析儀

???環(huán)路設(shè)計(jì)最給力的助手

??簡介：Mathcad 是一種交互式數(shù)值計(jì)算系統(tǒng)，當(dāng)輸入一個(gè)數(shù)學(xué)公式、方程組、矩陣等，計(jì)算機(jī)將直接給出計(jì)算結(jié)果，而無須去考慮中間計(jì)算過程，就像打草稿一樣簡單，是一種“所見即所得”的計(jì)算工具。因而 MathCad 在很多科技領(lǐng)域中承擔(dān)著復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，圖形顯示和文檔處理，是工程技術(shù)人員不可多得的有力工具。

Mathcad 有五個(gè)擴(kuò)展庫，分別是求解與優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析、信號處理、圖像處理和小波分析。

??主要運(yùn)算功能：代數(shù)運(yùn)算、線性代數(shù)、微積分、符號計(jì)算、2D 和 3D 圖表、動畫、函數(shù)、程序編寫、邏輯運(yùn)算、變量與單位的定義和計(jì)算等。

??個(gè)人評價(jià)：Mathcad 集編程，計(jì)算，顯示，文檔記錄于一體。非常適合電源開發(fā)計(jì)算應(yīng)用(比如設(shè)計(jì)計(jì)算書等)，能顯著提高開發(fā)效率，強(qiáng)烈推薦大家使用！

前面的環(huán)路設(shè)計(jì)實(shí)例就是利用 Mathcad 完成，整個(gè)環(huán)路設(shè)計(jì)過程就是一個(gè)數(shù)學(xué)計(jì)算，將復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算交給 Mathcad 去解決吧！

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點(diǎn)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的7000更换控制器电源步骤_开关电源控制环路（初级篇：上）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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