切換式電源穩(wěn)定度分析與設計-資料下載頁
2025-01-16 10:37本頁面
【正文】 =15V輸出電壓：Vo=5V輸出負載：R=5Ω切換頻率：fs=50kHz工作週期：D=輸出電感：L=81uH輸出電容：C=136uF電感等效串聯(lián)電阻：RL=電感等效串聯(lián)電阻：RC=鋸齒波之絕對振幅：VP=41. 應用Matlab輔助設計(1)、(2)代入實際參數(shù)，應用Matlab電腦模擬可畫出受控器Fp(s)之波德圖，如圖6所示。 =50kHz，吾人選擇交越頻率 fc=10kHz。=600。 受控器Fp(s)。因此，由式(32)。 受控器Fp(s)之相位θP為880。因此，由式(35)補償器所需提升的相位為 ，因此選擇Type2補償器。(14)計算K因子為 因此 。利用式(8)~(10)或式(36)~(38)可計算得到電阻值R2=19 KΩ，電容值C1=，C2=240Pf。將補償器零件數(shù)值代入式(6)，應用Matlab電腦模擬可畫出FC(s)之波德圖，如圖7所示。然後，利用式(8) 可畫出迴路轉移函數(shù)Fp(s)?FC(s)之波德圖，如圖8所示。圖6 受控器Fp(s)之波德圖 圖7 補償器FC(s)之波德圖圖8 迴路轉移函數(shù)Fp(s)?FC(s)之波德圖上述之設計結果，吾人可以應用Ispice電腦模擬做分析驗證，並從頻域(frequency domain)與時域(timedomain)兩部份，驗證系統(tǒng)之穩(wěn)定度[5] ，[6]。在頻域部份，利用平均模型(Average models)可得到迴路轉移函數(shù)之波德圖，其電路模型與分析結果，如圖9所示。由圖中顯示交越頻率fc≒10kHz，相位邊限PM≒600，與設計相符。利用暫態(tài)(Transient models)模型可得到系統(tǒng)因輸出負載變動之暫態(tài)響應，其電路模型與分析結果，如圖10所示。由圖中顯示，輸出電壓因負載變動之振盪現(xiàn)象，在一或兩次週期就會被減弱，其暫態(tài)響應亦相當良好。.本文提出利用K因子法則來設計切換式電源補償器電路，其設計步驟簡單、明確。並能依系統(tǒng)所需之頻寬與相位邊限，迅速決定其補償器型式與電路參數(shù)，經由Matlab及Ispice之電腦模擬做輔助設計與分析驗證，確認能符合系統(tǒng)穩(wěn)定度之需求。 圖9 電路模型與迴路轉移函數(shù)之波德圖 圖10 電路模型與輸出負載變動之暫態(tài)響應 參考文獻：[1] Middlebrook, . and , “Modeling and Analysis Methods for DCtoDC Converters.” IEEE Proceedings of the Internation Semiconductor Power Converter Conference,1977. [2] Ned Mohan, “POWER ELECTRONICS ,Converters, Apply and Design” ,JOHN WILEY, New York,1995.[3] D. Vanable, “The K Factor:A New Mathematical Tool for Stability Analysis and Synthesis” Proceedings Powercon 10,1983. [4] Georeg Chryssis, “HIGHFREQUENCY SWITCHING POWER SUPPLIES: THEORY AND DESIGN”, McGrawHill, New York,1989.[5] Steven , “SMPS Simulation with SPICE 3” McGrawHill, New York,1997.[6] 鄭培璿, “Is Spice 在電力電子與電源轉換器上的應用”全華書局,88年9月。
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