为什么电压模DC-DC输出级是双级点而电流模是单极点?
1、我的直观理解是:电压模是一个单环系统,其环路中包含一个L和一个C,所以是一个两阶系统;而电流模包含两个环路,一个包含L的电流环,一个是L,C组成的电压环,这两个环路最终通过PWM比较器汇合到一起,在这里实际相当于做“减法”。LC组成二阶系统中由L导致的延迟因素会被电流环所抵消。所以整个电路就是一个只包含C的单级点系统。当然详细公式推导可以参见《fundamental of power electronics 》。
2、电流模是一个单极点系统,除了容易补偿外,其环路的响应速度会因为电流环的存在而比电压模快,因为输出电压相位总是延迟于电感电流的。但电流模不仅需要检测电感电流,还要求有斜坡补偿,这也使得电路相对复杂一些,而且电流模容易受到噪声的干扰。
希望这些对你有用
非常感谢你的解答。
我查了一些资料,加上你的直观理解我的结论是:由于电流环的引进使得L的极点被推到了很远的地方,功率级变成了一个恒流源充电容电阻的模型,所以成为单极点了。不知道这样理解对不对。
另外一个问题,是不是不管电流模还是电压模,在ea的输出级都需要做频率补偿。只是电流模的补偿简单一点,电压模的可能要补个零点才能保证整个环路是单极点?
嗯,可以这样理解。电压环为电流环采样的电流提供参考,电感就好像由电压环(输出电压)控制的一个电流源,所以在稳态的时候,就如同一个恒流源对电容,负载充电。电流流和电压模都需要进行补偿,但电流模的补偿相比电压模要简单些,因为电压模的环路增益本身与输入电压、负载有关,这就要求其补偿应该按照最坏情况进行补偿。而电流模DCDC中输出之间与电源电压之间的关系要弱,电流模就是本身就如同一个前馈电路,即当电源电压变化时,电流环直接抑制了电感电流的变化,从而削弱对输出电压的影响。所以其补偿方案相对简单,但两者的补偿方式实际上是差不多的。
对于电压模,你提到补偿应该按最坏情况补偿,是指把零点放在输出级最坏极点之前吗?那这个零点做的很小对电路有什么影响吗?还是这个零点不容易做的很小使得补偿比较难做?
嵌套式反馈,电流环路一般要比大环先反馈过来,电感极点被推倒电流环路的闭环带宽。在系统大环0db点以外,所以近似为只有输出rc极点。个人理解。
电流环路: 电感中的电流是受EA输出控制的。这样你看到的结果是输出产生一个EA*gm的电流,最后被电容滤波,所以看到的是一个单极点。
电压环路:EA控制的是SW上的占空比。 这样你看到SW上的电压是EA*Av.这个SW被电感电容组成的LC电路滤波,产生双极点。
这个要取决于你的补偿方式,有采用2型补偿的,有采用3型补偿的。片上集成的一般为2型补偿,即在带宽内引入一低频零点。该零点的位置要综合考虑,低的零点意味着大的电阻或大的电容,必然会导致大的芯片面积。当然太高了,也就无法得到足够的相位裕度。我们通常将该零点置于LC谐振极点附近。一家之见,欢迎交流。
电压模带宽比电流模大,为什么你说电流模响应更快呢?
我觉得电流模的带宽不比电压模低,而是高一些;实际上整个环路的带宽主要不是取决于电流模或电压模,而是开关频率决定的。速度快可以这样理解,输入电压的变化,先是通过改变电感电流的变化再引起输出电压变化,电流环的存在可以在输出电压变化之前,控制电感电流来实现更快的调节。
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电流膜反馈速度快
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