【正文】
0dB/decade斜率下降。一般Type3補(bǔ)償器使用在輸出電容ESR值較小的切換式電源。一般Type2補(bǔ)償器使用在輸出電容ESR值較大的切換式電源,由於fesr的頻率較低,交越頻率fc可以設(shè)計(jì)在fesr之後,使迴路增益在交越頻率fc以20dB/decade斜率下降。整個(gè)相移為所有零值與極值相移之總和。而且當(dāng)K值增加時(shí),相位提升也會(huì)增加。圖5分別為Type2和Type3補(bǔ)償器電路圖與波德圖。此乃藉由控制回授放大器波德圖上之零值與極值的位置來(lái)達(dá)成,並與迴路之交越頻率fc有關(guān)。K因子(Kfactor)是一個(gè)數(shù)學(xué)工具,可以用來(lái)定義轉(zhuǎn) 移函數(shù)之形狀與特性[3]。所以與受控體小訊號(hào)模型整合,並不會(huì)改變?cè)驹鲆媾c相位波形,只會(huì)改變其增益大小。其值越大,表示系統(tǒng)穩(wěn)定度較不受參數(shù)變化影響,理想之PM範(fàn)圍為45o ~60o。(phase margin PM)定義為在交越頻率fc時(shí), 實(shí) 際相移與360o之間的差值。因?yàn)樾甭?就是相位落後90o,加上負(fù)回授產(chǎn)生的180o相移,總共的相位落為270o。因此,一般工程應(yīng)用大致選擇fc=1/4~1/5為標(biāo)的。 (crossover frequency) , fc必須夠大(但理論上不可大於切換頻率fs的1/2) ,才能使電源對(duì)於暫態(tài)之?dāng)_動(dòng),如負(fù)載變動(dòng)提供快速響應(yīng)。此增益大小會(huì)隨大小而垂直移動(dòng)(但形狀不變),但相位則不變。當(dāng)頻率高於LC濾波器之共振頻率fo後,增益開(kāi)始以40dB/decade衰減,而相位則趨近於180o。圖1電壓模式控制的降壓型轉(zhuǎn)換器圖2閉迴路控制系統(tǒng)方塊圖利用(1),(2)可將受控體轉(zhuǎn)移函數(shù)繪成波德圖,如圖3所示。一般而言,在設(shè)計(jì)切換式電源之迴路補(bǔ)償器時(shí),吾人可將功率級(jí)與脈波寬度調(diào)變器兩者整合的模型Fm?Fd視為控制系統(tǒng)上的受控體(plant),並針對(duì)此受控體模型進(jìn)行迴路補(bǔ)償器Fc之設(shè)計(jì)。因此,假設(shè)轉(zhuǎn)換器在連續(xù)導(dǎo)通模式(continuous conduction mode,CCM)狀態(tài),圖1中每一個(gè)方塊均可以圖2所示之轉(zhuǎn)移函數(shù)來(lái)表示。功率級(jí)線性化小訊號(hào)模型,以狀態(tài)空間平均化技術(shù)(state space average technology) [1]最廣受歡迎。切換式電源 (switch power supply) 為維持良好的線穩(wěn)壓率與負(fù)載穩(wěn)壓率,必須藉由負(fù)回授來(lái)達(dá)成。使用Ispice電腦模擬做系統(tǒng)分析驗(yàn)證,在時(shí)域方面驗(yàn)證系統(tǒng)步級(jí)響應(yīng)之暫態(tài)特性,在頻域方面驗(yàn)證其頻率響應(yīng)。利用Kfactor 準(zhǔn)則設(shè)計(jì)迴路補(bǔ)償器電路,並詳列其設(shè)計(jì)步驟。由此模型則可設(shè)計(jì)迴路補(bǔ)償之控制器,使其穩(wěn)定度與頻寬達(dá)到系統(tǒng)之要求。僅能就小訊號(hào)擾動(dòng)模型做模擬,再應(yīng)用嘗試錯(cuò)誤之方式,測(cè)試系統(tǒng)步級(jí)響應(yīng)之暫態(tài)特性,得出可用之補(bǔ)償器。 ABSTRACTIn this paper , we proposed the Kfactor principle for designing the pensated feedback loop of switching power supply , which is to fit the criteria for stability .We applied MATLAB software for puter aid design , and used ISPICE simulation to verify the stability of switching power supply in time domain amp。切換式電源穩(wěn)定度分析與設(shè)計(jì)Stability in Switching Power Supplies : Analysis and Design趙元鑫YuanHsin Chao大華技術(shù)學(xué)院電機(jī)工程學(xué)系Department o