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三种电源控制拓扑的优劣

行业资讯 / 2024-01-03 02:45

本文摘要:每一位电源工程师都熟悉并自学过电压模式和电流模式掌控这些传统的掌控流形,但却不过于理解基于延缓的流形及其优势。虽然显延缓掌控对于诸如医疗或工业自动化等特定应用于有可能并不简单,然而许多较为新的电源流形都是基于延缓的,并且享有目的解决显延缓掌控的缺失的额外特性。此类流形被运用于从处理器内核供电到汽车系统等普遍领域。 完全所有的电源皆是专门获取一个平稳的输入电压或电流而设计的。 获取这种输入调节功能必须一个闭环系统和将要被调节的输入电压或电流的对系统。

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每一位电源工程师都熟悉并自学过电压模式和电流模式掌控这些传统的掌控流形,但却不过于理解基于延缓的流形及其优势。虽然显延缓掌控对于诸如医疗或工业自动化等特定应用于有可能并不简单,然而许多较为新的电源流形都是基于延缓的,并且享有目的解决显延缓掌控的缺失的额外特性。此类流形被运用于从处理器内核供电到汽车系统等普遍领域。  完全所有的电源皆是专门获取一个平稳的输入电压或电流而设计的。

获取这种输入调节功能必须一个闭环系统和将要被调节的输入电压或电流的对系统。尽管有很多种用作对能用对系统环路展开补偿的有所不同掌控流形,但它们一般来说都可以被不属于两类:脉宽调制(PWM)或延缓。

在这两种基本流形的基础上演进出有了第三种流形,其为此二者的融合:基于延缓的流形。针对有所不同的应用于,这些掌控流形各有优缺点。  电压模式掌控  脉宽调制(PWM)掌控被不属于两种基本类型:电压模式和电流模式。为非常简单起见,本文只辩论使用输出电压前馈的电压模式掌控。

有关电压模式与电流模式更加详尽的较为,图1示出了升压转换器中电压模式掌控的基本方框图。  图1:电压模式掌控还包括了误差放大器、时钟和内部基准电压(VREF)  当使用电压模式掌控来调节输入电压时,它通过一个相连至其对系统(FB)输出的阻性分压器来检测输入电压的增大版。具备高增益的误差放大器随后将该FB信号与一个低准确度内部基准电压展开较为。

环绕误差放大器的环路补偿电路负责管理维持系统的平稳。  电压模式掌控享有诸多的优势。通过仅有调节输入电压和其他较好可控的内部信号(比如:时钟和内部基准电压),该流形不具备十分强劲的抗噪声能力。

而且它还非常地简单明了。利用输出电压前馈维持了非常简单性,以在大大变化的输出电压条件下维持恒定的环路增益。

此外,输出电压前馈还可大幅度提高针对线路电压瞬变的号召。最后,时钟构建了电源频率的掌控,还包括使电路实时至一个外部时钟源的可能性。

  电压模式掌控的主要劣势是必须的环路补偿及对应的环路比特率容许。就其本质而言,电压模式掌控在功率级中引进了一个双零点,该双零点坐落于输入滤波器的巨变频率,因而必须在误差放大器的周围埋设两个准确定位的零点。

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由于该双零点的频率一般来说很低,因而环路比特率被容许在较低的水平。一般情况下,其被容许为不多达电源频率的1/10.这对电源的瞬态号召产生了显著的负面影响。

因此,设计人员必需通过减少输入电容来取得更佳的瞬态结果,从而导致系统成本增高。  考虑到以上的利弊权衡,电压模式掌控依然是极具价值的,特别是在在那些对噪声脆弱的应用于中。电压模式掌控的高噪声耐受性及其可实时至一个系统时钟的能力使其很适合于对噪声尤为脆弱的应用于,例如:医疗和仪表设备等。  延缓掌控  纯粹和基本形式的延缓掌控是极为非常简单的,所有掌控流形中最简单的一种(图2)。

在其端子之间具备某些小延缓的较为器通过FB输出将输入电压必要与低准确度的内部基准电压VREF展开较为。  图2:非常简单的延缓掌控流形只需一个较为器和内部VREF  这种必要掌控输入电压的优势在于掌控环路的速度。

当输入电压由于瞬变的原因而发生变化时,掌控环路开始作出反应所需的时间仅有受限于较为器和栅极驱动器中的传播延后。误差信号不用穿越较低比特率误差放大器。因此,延缓流形是速度最慢的掌控流形。


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