说到反馈,实际要说一个系统,说一个系统,咱们就得拿出一个例子说事,就形象化了。
变换器闭环调节实际上是一个负反馈系统。PWM控制芯片中包含了误差放大器和PWM形成电路。控制芯片也提供许多其他的功能,但了解闭环稳定性问题,仅需考虑误差放大器和PWM。
反馈控制示意图
1、对于输出电压Vo缓慢或直流变化,闭环当然是需要稳定的。例如输入电网或负载变化,引起Vo的变化,经R1和R2取样网络检测(眼睛),送到误差放大器EA的反相输入端,再与加在EA同相输入端的参考电压比较。将引起EA的输出直流电平Vea变化,再送入到脉冲宽度调制器PWM的输入端A(思考PID调节,人类经验)。
切割机(翻译器,比较器产生一个控制量)
在PWM中,直流电平Vea与输入B端0~3V三角波Vt比较,产生一个矩形脉冲输出,其宽度ton等于三角波开始时间t0到PWM输入B三角波与直流电平相交时间t1。此脉冲宽度决定了芯片中输出晶体管导通时间,同时也决定了控制晶体管Q1的导通时间。(作用在一个管子的阀门上控制能量角)
2、Vdc的增加引起Vy的增加,因Vo=Vyton/T,Vo也随之增加。Vo增加引起Vs增加,并因此Vea的减少。从三角波开始到t1的ton相应减少, Vo恢复到它的初始值。当然,反之亦然。
也就是说输出电压有变化了,才经过一圈反馈才降下来,只是输出增加不多,如环路比较慢,很容易有过冲,所以要增加前馈,意思是输入电压没经过反馈调整,直接调整占空比,避免输出过冲,就是这个意思。
3、驱动部分,目的就是反着搞,PWM产生的信号可以从芯片的输出晶体管发射极或集电极输出,经电流放大提供Q1基极驱动。但不管从那一点-发射极还是集电极-输出,必须保证当Vo增加,要引起ton减少,即负反馈。老司机,你懂得,前方高能,你得刹车,要不撞到美女身上就是涮流氓了。懂了懂了~~!
稳定系统的电路是负反馈且指的是低频稳定。但在环路内,存在低电平噪音电压和含有丰富连续频谱的瞬态电压。这些分量通过输出Lo,Co滤波器、误差放大器和Vea到Vy的PWM调节器引起增益改变和相移。在谐波分量中的一个分量,增益和相移可能导致正反馈,而不再是负反馈
总结:低频要对着干,你升我就降,你降我就升,负反馈,高频就要忽略他。这就是我们常说的稳定。如何负反馈呢,人们常用db= 20logVO/vin表示,就是增益为1时,不能构成正反馈,相位要小于360°,否则就自激了
即:电路要稳定工作必须在开环增益是1的频率(交越频率),所通过元件的开环相移小于360°。总相移小于360°(在此频率开环增益为1)的角度(与360°的相位差)为相位裕度。
为了保证在元件最大公差的最坏情况下回路稳定,在元件额定值时通常设计相位裕度为35°到45°.这是电路稳定的第一个判据.
稳定电路的第二个判据是避免幅频特性斜率-2电路的相频特性随频率陡峭变化,整个电路的开环幅频特性(所有元件增益曲线的代数和)以斜率-1交越,如图4所示。
总的开环幅频特性以斜率-1交越不是绝对的要求,但仍能保证即使忽略任何相移单元,-1增益斜率的单元较小的相移和相当缓慢相频特性仍然能保证适当的相位裕度。
环路稳定的第三个判据是提供希望的相位裕度,这里通常设定为45°。高频增益-Xdb越大,对纹波抑制越好,同样电容下,你增益衰减越大,纹波越小。
就是为了这几个目标:负反馈,-1,45°C,-10db,你能做得就是根据输出滤波调整反馈,运放的阻容滤波网络,让不同频段相位和增益满足,该丰满时丰满,符合你的要求,所以环路参数不是唯一的,甚至每个人设计参数都不一样,没有最好,只有更好,适合的就是最好。这里就是拿着环路分析仪,拿着物料盒开始战斗的过程。