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[开关电源]

关于开关电源动态响应的一些理解和疑问

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gxy198715a|  楼主 | 2013-5-21 11:51 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 gxy198715a 于 2013-5-21 11:59 编辑

各位好!
经过这段时间对DC-DC的研究,我对DC-DC的理解出现了很多疑问,所以还请大家帮忙解答一下。
我的理解是:1,开关频率会影响负载的动态响应,开关频率越高,动态响应越快,那就是调节PWM处的频率,就可以加快动态响应。
            2,开关电源的输出电容越大,输出电压的动态改变越小。
            3,开关电源的输出电感越小,动态响应越快。
            4,反馈环路的带宽越宽,动态响应速度越快,那就是在高增益下,系统的动态响应速度快。
零点会改善动态响应速度,极点会减慢动态响应速度。那就是超前补偿使系统响应速度更快,滞后补偿使系统响应速度更慢。
            5,相位阈度越小,动态响应越快,但是太小,会出现系统震荡。

            6,若想根据需要调节DC-DC的输出电压,就应该减小DC-DC输出电容,在调节电压时,加快输出电容的充放电速度。

希望大家能帮助俺纠正理解错误的地方,并给出其它的影响负载动态响应速度和加快输出电压调节的因素。

非常感谢,急需您的帮助啊!

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沙发
liusensen| | 2013-5-21 12:03 | 只看该作者
解决不了问题

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板凳
ansile| | 2013-5-21 12:17 | 只看该作者
“若想根据需要调节DC-DC的输出电压,就应该减小DC-DC输出电容,在调节电压时,加快输出电容的充放电速度”

个人觉得不是这样,输出电容减小纹波变大,当负载变大时,还不一定能升压到理想值

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地板
maychang| | 2013-5-21 12:43 | 只看该作者
大体上都对,但叙述上有点问题。
总的来说,“反馈环路的带宽越宽,动态响应速度越快”,这句是根本。其它各句,应该说是皮毛。

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5
dirtwillfly| | 2013-5-21 13:06 | 只看该作者
学习了

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gxy198715a|  楼主 | 2013-5-21 13:56 | 只看该作者
ansile 发表于 2013-5-21 12:17
“若想根据需要调节DC-DC的输出电压,就应该减小DC-DC输出电容,在调节电压时,加快输出电容的充放电速度” ...

这个我的理解,是从根据看了有关动态电压调整的东西得出来的。就是想让输出电压能快速的发生改变,感觉由于电容两端电压不能突变,那提高改变速度的方法,就应该减小电容。

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gxy198715a|  楼主 | 2013-5-21 14:06 | 只看该作者
maychang 发表于 2013-5-21 12:43
大体上都对,但叙述上有点问题。
总的来说,“反馈环路的带宽越宽,动态响应速度越快”,这句是根本。其它 ...

那怎么做到实现带宽变大呢,我看一篇**说,用正反馈的方法来实现动态速度提高,说正反馈技术,可以加快误差放大器中的补偿电容的充放电速度。
还有一种方法是AFC(自动频率控制),就是根据负载变化,来动态的调节PWM的频率和占空比的大小。
当负载增加的时候,输出电压出现下冲,所以增加PWM的频率和占空比,当负载减小的时候,输出电压出现下冲,所以减小PWM的频率和占空比。这样就可以有效的减少过冲量,改善动态响应。这个我没有太理解,不知道能否帮我解答一下啊,版主。

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8
thori| | 2013-5-21 14:09 | 只看该作者
第6点有问题,调节DC-DC的输出电压,是要通过调节占空比来调节,减少输出电容只会增加输出电压的纹波,输出电压的平均值并没有改变

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9
gxy198715a|  楼主 | 2013-5-21 14:11 | 只看该作者
maychang 发表于 2013-5-21 12:43
大体上都对,但叙述上有点问题。
总的来说,“反馈环路的带宽越宽,动态响应速度越快”,这句是根本。其它 ...

版主,我还有一个疑问就是,过冲量越大小,是不是证明DC-DC环路识别负载改变得的快慢啊,而从过冲量的峰值到恢复到正常值的时间,是这个DC-DC环路调节速度的体现,而我们所说的带宽问题是指的两部分的总体效果呢,还是拿一部分的效果。

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gxy198715a|  楼主 | 2013-5-21 14:15 | 只看该作者
thori 发表于 2013-5-21 14:09
第6点有问题,调节DC-DC的输出电压,是要通过调节占空比来调节,减少输出电容只会增加输出电压的纹波,输出 ...

嗯,没有太理解,那如果想加快开关DC-DC的输出电压的调节速度,应该关注哪个方面啊,我开始是感觉,因为电容的大小,影响电容两端的电压变换速度,所以 ,减小电容,根据电容微分公式,就可以加快电压变化率。

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maychang| | 2013-5-21 14:53 | 只看该作者
gxy198715a 发表于 2013-5-21 14:06
那怎么做到实现带宽变大呢,我看一篇**说,用正反馈的方法来实现动态速度提高,说正反馈技术,可以加快 ...

要增加带宽,有很多方法,同时还要受到某些条件的制约。
首帖所说第一点“开关频率越高,动态响应越快”就是减少制约的一种方法。开关电源是脉冲宽度或脉冲频率等等调制的,带宽不可能超过脉冲频率,是不是?因此开关频率是一个制约条件,增加了开关频率才有可能扩展带宽(注意不是增加了开关频率就一定能够增加带宽,带宽还受其它条件制约)。
首帖所说第二点,输出电容容量也是制约带宽的一个因素。因为输出电容是环路的一部分,其数值必定影响带宽。第三点中所说输出电感也是一样,输出电感数值也是会影响带宽的。
更重要的是反馈电路,反馈电路一般用一个运放(可能已经包括在电源控制芯片中),这个运放及其电路往往是带宽最小的,环路带宽主要由这部分决定(这是为了电源工作稳定)。
上述各点,对线性调整电源同样适用。不过线性调整电源因没有开关频率、输出滤波电感等等制约因素,带宽容易做得比较高。
以前在技术交流版面,我曾回复一帖说,稳压(稳流也是一样)实质上就是个放大器,基准电压就是放大器的输入信号,或者反过来说放大器的输入信号就是基准。不同之处仅在于放大器要求双向输出电压电流,电源只要求单向输出电压电流。记得圈圈也是完全一样的回复,仅比我慢了一点点。电源就是放大器,这个联系很重要。正因为如此,对放大器的分析都可以移到电源上,包括响应速度、稳定性、相位余量、过冲……等等。

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jjeemm77| | 2013-5-22 10:57 | 只看该作者
嗯!个人理解…或是经验沉淀?…哈哈!…

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guoqianghe| | 2013-5-22 14:20 | 只看该作者
个人认为:负载的动态响应速度一般都很难做到在该频率的本周期或下一周期得到响应,有时候还会发现反馈速度过快有机会产生自激。(过快的意思就是说在周期内响应没有缓冲)

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14
cjhk| | 2013-5-22 18:33 | 只看该作者
学习学习   顶一个    不错哦

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gxy198715a|  楼主 | 2013-5-23 14:43 | 只看该作者
jjeemm77 发表于 2013-5-22 10:57
嗯!个人理解…或是经验沉淀?…哈哈!…

只是个人理解,因为以前从未涉及到这方面的东西,现在搞的事情需要用到,所以就开始收罗资料,自己搞。但是,还没疑问一大堆啊

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16
gxy198715a|  楼主 | 2013-5-23 14:44 | 只看该作者
guoqianghe 发表于 2013-5-22 14:20
个人认为:负载的动态响应速度一般都很难做到在该频率的本周期或下一周期得到响应,有时候还会发现反馈速度 ...

问一下,反馈速度快,为什么会产生自激啊。是不是过快后,就不能满足相位阈量了,还是什么啊?

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17
jjeemm77| | 2013-5-24 08:44 | 只看该作者
在这里肯定是负反馈!…反馈是牺牲部份增益换来的!…产生自激(正反馈)的因素很多!反馈的源头来自信号源、它的快慢是相对的、但它不可能快过信号周期!…相位同样如此!…器件内部的极间电容、PCB布线、滤波、退耦…都有可能…       反馈是用来稳定、地!…           

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gxy198715a|  楼主 | 2013-5-24 09:55 | 只看该作者
jjeemm77 发表于 2013-5-24 08:44
在这里肯定是负反馈!…反馈是牺牲部份增益换来的!…产生自激(正反馈)的因素很多!反馈的源头来自信号源 ...

是这样的,我以前是学数字设计的,现在我要搞一个多相位DC-DC的芯片的设计,但通过这段时间在网上找的资料,没有找到关于多相位DC-DC电路的详细架构,看了一些关于这方面的论文,但都非常笼统那种,不知道您有没有相关资料啊!
急求啊!!!

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19
jjeemm77| | 2013-5-24 11:53 | 只看该作者
哈!…我也是个“穷”鬼哟,爱未能助啊!抱歉!…多相位?第一次听说:相位用数字调控吧???

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20
gxy198715a|  楼主 | 2013-5-24 13:37 | 只看该作者
jjeemm77 发表于 2013-5-24 11:53
哈!…我也是个“穷”鬼哟,爱未能助啊!抱歉!…多相位?第一次听说:相位用数字调控吧??? ...

我看有的**用数字和DSP调节,但是,这种最后怎么转成芯片呢?能转成模拟芯片吗?

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