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怎樣估計(jì)電源負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)

作者: 時(shí)間:2010-08-24 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  介紹了一種通過了解控制帶寬和輸出濾波器電容特性估算瞬態(tài)的簡單方法。該方法充分利用了這樣一個(gè)事實(shí),即所有電路的閉環(huán)輸出阻抗均為開環(huán)輸出阻抗除以 1 加環(huán)路增益,或簡單表述為:

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/180566.htm

  


  圖 1 以圖形方式說明了上述關(guān)系,兩種阻抗均以 dB-Ω 或 20*log [Z] 為單位。在開環(huán)曲線上的低頻率區(qū)域內(nèi),輸出阻抗取決于輸出電感阻抗和電感。當(dāng)輸出電容和電感發(fā)生諧振時(shí),形成峰值。高頻阻抗取決于電容輸出濾波器特性、等效串聯(lián)電阻 (ESR) 以及等效串聯(lián)電感 (ESL)。將開環(huán)阻抗除以 1 加環(huán)路增益即可計(jì)算得出閉環(huán)輸出阻抗。

  由于該圖形以對數(shù)表示,即簡單的減法,因此在增益較高的低頻率區(qū)域阻抗會(huì)大大降低;在增益較少的高頻率區(qū)域閉環(huán)和開環(huán)阻抗基本上是一樣的。在此需要說明如下要點(diǎn):1)峰值環(huán)路阻抗出現(xiàn)在交叉頻率附近,或出現(xiàn)在環(huán)路增益等于 1(或 0dB)的地方;以及 2)在大部分時(shí)間里,控制帶寬都將會(huì)高于濾波器諧振,因此峰值閉環(huán)阻抗將取決于交叉頻率時(shí)的輸出電容阻抗。

  

  圖1:閉環(huán)輸出阻抗峰值 Zout 出現(xiàn)在控制環(huán)路交叉頻率處

  一旦知道了峰值輸出阻抗,就可通過變動(dòng)幅度與峰值閉環(huán)阻抗的乘積來輕松估算瞬態(tài)。有幾點(diǎn)注意事項(xiàng)需要說明一下,由于低相位裕度會(huì)引起峰化,因此實(shí)際的峰值可能會(huì)更高些。然而,就快速而言,這種影響可以忽略不計(jì) [1] 。

  第二個(gè)需要注意的事項(xiàng)與變化幅度上升有關(guān)。如果變化幅度變化緩慢(dI/dt較低),則取決于與上升時(shí)間有關(guān)的低頻率區(qū)域閉環(huán)輸出阻抗;如果負(fù)載變化幅度變化極為快速,則輸出阻抗將取決于輸出濾波器 ESL。如果確實(shí)如此,則可能需要更多的高頻旁通。最后,就極高性能的系統(tǒng)而言,電源的功率級可能會(huì)限制響應(yīng)時(shí)間,即電感器中的電流可能不能像控制環(huán)路期望的那樣快速響應(yīng),這是因?yàn)殡姼泻褪┘拥碾妷簳?huì)限制電流轉(zhuǎn)換速率。


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