4-电压环路调试步骤.pdf

D DC C/D DC C电电压压环环路路调调试试步步骤骤一环路参数的一般要求：一环路参数的一般要求：1决定环路参数的几个因素：（1）系统稳定性：相角裕量、幅值裕量在各种条件下满足要求（轻载 1%Io、满载、高温、低温）；（2）系统动态响应：带宽（空载及大动态时，输出电压 过冲、跌落等需满足要求，原副边管子电压电流应力不能超标）；（3）输出低频纹波（100Hz）：调节低频增益来控制；2公司环路测试规范要求：正常工作时 DC/DC 电压环（1）.：6dB（2）.：30（3）fc：推荐1/10 开关频率（不符合实际）3稳定裕量的作用（相角稳定裕量、幅值稳定裕量）（1）稳定裕量用于判断：一个系统在阶跃信号作用下的动态特性；（2）稳定裕量过小，阶跃响应剧烈，容易振荡；（3）稳定裕量过大，动态响应迟缓。一般 30.60，6dB.4温度对环路的影响（1）低温（-40 度）时环路比常温下快很多，模块低温满载开机可能会炸机。因此常温下环路不能太快，一般为 36kHz；（2）高温时环路比常温下慢，因此要保证高温下带宽能满足模块大动态指标要求；5.注意事项：（1）根据控制理论，为保证系统稳定，穿越频率附近的幅频曲线斜率都应是-1（-20dB/10 倍频程），并且应保证一定的中频段宽度。（2）而在高频段，幅频曲线应以-2 的斜率下降，保证系统有较好的抗扰动能力。二校正网络零极点二校正网络零极点1校正网络传递函数GcS：11第一对零极点 1：（Hz）fz12R2C211C2fp11(Hz)2R2C2C311fz2第二对零极点 1：（Hz）2R1C111 R1R1fp21（Hz）2R1C1R3R01k 比例增益：R1R0 R1 R0C2C3R32.零极点的作用：（1）零点单元即控制系统中的微分单元，零点提前（Bode 图上，零点向左移），可以使相频和幅频曲线抬高，增加幅值裕量和带宽（剪切频率）。（2）极点单元即控制系统中的惰性单元，极点提前（Bode 图上，极点向左移），可以使相频和幅频曲线降低，减小幅值裕量和带宽（剪切频率）。三调试步骤：三调试步骤：1设计时应该首先计算校正网络的零极点位置及比例增益，然后在调试过程中逐步修正。四设计实例：四设计实例：13rd15A 项目（S2W9000HZ）采用全桥移相拓扑，系统满载时固有开环传递函数的Bode 图如下（仅含比例环节，不含校正环节）：分析：系统固有的 fc=2kHz，.6dB，30，满足要求，但由于校正网络仅含比例环节，是有差调节，不能满足模块规格数中稳压精度的要求，因此必须引入积分环节。2变换器环路采用上述校正网络，初始参数为：R0R1R2R3C1C2C3102k51k5k10nF330pF计算校正网络零极点：1k 比例增益：R1R0 R1 R0C2C3R3实测常温满载下环路参数如下：（dB）（0）fc（kHz）124017如图所示：存在的问题：（1）fc 偏大，模块在低温下开机可能会炸机；（2）相角裕量偏小，轻载时相角裕量不满足要求；（3）空载到满载跳变时，MOS 管的 Vds=763V，严重超标；校正网络参数调试，注意：（1）由零极点的计算公式可以看出，零极点调整时是成对移动的，即要想调整 fz1 时，fp1 也会跟着移动，两者无法单度调整，因此调试时要注意该特点，合理的设置校正网络的零极点对。（2）调整零极点时，也会影响模块的比例增益，因此要综合考虑。（3）每一对零极点之间的距离（fz1与 fp1之间）是可调的。（4）比例增益可通过 R0、R1、R3 来调节，一般不要用 C2、C3 来调节增益。项目最终优化的环路参数R0(R331)R1R2(R335)R3(R338|R341)C1C2(C321)C3(R336|R337|R337A)(C323|C323A|C323B)(C32100k计算校正网络零极点：优化后的环路参数分析：（1）第一个零点提前，用于增加相角裕量；（2）第一个极点大大提前，用于减小带宽；（3）第二个零点大大右移，用于减小带宽；（4）相应的第二个极点也右移较远，用于抑制高频噪声；（5）低频增益增大 2 倍，有利于抑制低频纹波；