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3优化电源转换器控制环的选项

1月26日,2022年
通过应用本文中讨论的三种方法中的任何一种来优化开关调节器的补偿,可以进行任何电源的补偿。

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你会学到什么:

  • 控制循环的作用是什么?
  • 选择开关调节器补偿组件的三种方法。


几乎每个电源都有一个控制回路,以保持恒定值的输出电压。在电源的设计中,目的是优化控制回路,使得如果输入电压或负载瞬变体验波动,则来自设定点的受控输出电压中的偏差最小化。

在这种情况下,在这种情况下的重要关系是与开关调节器IC的响应速度有关的输出电容的大小。如果环路的响应特别快,则可以使用较小的输出电容,同时保持允许范围内的输出电压。因此,优化开关调节器的响应速度降低了系统成本以及电路的空间要求,因为可以使用较小的输出电容。

使用大多数开关稳压器IC,有一个补偿销,经常被称为ith或vC,用于控制循环调整。通过精湛的电容和电阻选择,可以将极和零的电容和零选择添加到控制回路的传递函数中,以确保最佳动态性能和高控制回路稳定性。但是如何选择这些补偿组件?

可以采取三种方法:

1.使用数据表收集的数据进行手动计算

第一种方法使用数据表中的计算公式进行交换稳压器IC。考虑到一个选定的功率阶段提出了稳定概念。图1展示A.LTC3311.IC与相应的iTh销和合适的补偿组件。


2.使用设计工具

找到合适的传输功能设置的第二种方法涉及使用诸如LTPowerCAD的设计工具来计算外部组件。该方法提供了进入控制回路响应的额外洞察。

图2显示LTPowerCAD用户界面,具有BODE图中的控制回路的图形表示,以及输出电压在时域中加载瞬变的响应。设置值可以舒适地变化,并且可以使用此方法找到最佳设置。


来自歌德的说法,“所有理论都是灰色的。”在实践中,寄生成分应在开发转型到大规模生产之前核算并检查。已经选择的补偿组件连接到ITH引脚。此外,执行负载瞬态测试以检查V的电压是否改变出去在允许范围内,电压转换器是以稳定的方式工作。

此硬件测试仅检查一个设置选项以进行补偿。但是,可以使用略微修改的值优化该设置。要找到这一点,必须在硬件上完成各种焊接工作,因为必须使用新值更改外部组件以找到最佳补偿组件组合。

3.优雅的方法:使用预先配置的RC网络

图3展示了第三种解决这个问题的优雅方法,使用一个预先配置的RC网络。的LB013A董事会模拟设备是一个小型电路板,可实现简单的可切换和可调节的RC网络。


通过驱动小开关和旋转电位器,可以改变总电容和电阻值。在负载瞬态测试过程中,无需费力焊接补偿模块,可以实时优化补偿设置。像LB013A这样的电路板很容易制作,但也可以从该公司购买。

通过应用这三种方法中的任何一种来优化开关调节器的补偿,可以进行任何电源的补偿。

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