開關穩(wěn)壓器中的補償網絡
出處:維庫電子市場網 發(fā)布于:2023-08-11 16:19:16 | 647 次閱讀
開關穩(wěn)壓器廣泛使用的補償網絡通常有兩種類型:II 型和 III 型。II 型補償網絡采用零極點集來實現所需的 BW 和 PM。為了進一步改善穩(wěn)壓器的瞬態(tài)響應,采用了 III 類補償網絡。III 型補償網絡添加了額外的零極點組,這有助于實現更高的 BW 和/或更高的 PM。圖 2 顯示了 III 類補償網絡原理圖。

III型補償網絡本文的目的是展示如何使用簡單的技術來穩(wěn)定不穩(wěn)定的電源。請注意,僅當不穩(wěn)定源是未調整的補償網絡時,所提出的技術才會有效。
下面描述的兩種類型的開關穩(wěn)壓器是從補償網絡實現的角度來看的。這兩種類型是:具有外部補償網絡的開關穩(wěn)壓器和具有內部補償網絡的開關穩(wěn)壓器。圖 3 顯示了這兩種電源類型的典型應用電路。

圖 1 顯示了一個不穩(wěn)定電源的示例,當發(fā)生負載轉換時,輸出電壓會出現多次振蕩。圖 4 顯示了圖 1 中電源的波特圖。在此示例中,BW 為 65kHz,而 PM 僅 16°。為了使電源具有可接受的瞬態(tài)性能,建議 BW 不超過開關頻率的 10%,并且 PM >60°。圖 1 電源的開關頻率為 400kHz。這將允許的帶寬限制為 <40kHz。在圖 4 中,65kHz 高帶寬導致 PM 較小(僅 16°)。 請注意,在噪聲敏感應用中,帶寬必須進一步限制為開關頻率的 5% 以下。

下面介紹的技術將幫助讀者快速修復不穩(wěn)定的開關電源,同時提供方法來查看降低 BW 是否可以提高穩(wěn)定性。如果穩(wěn)定性隨著帶寬的顯著降低而提高,則證實不穩(wěn)定的根源是未調整的補償網絡。
請注意,減少帶寬有兩個作用可以提高穩(wěn)定性。首先,它使控制循環(huán)變慢。較慢的控制環(huán)路可防止或限制輸出上的尖銳尖峰和/或振蕩。其次,減小BW可以增加PM,從而提高穩(wěn)定性。 具有外部補償網絡的穩(wěn)壓器在具有外部補償網絡的電源中,補償網絡放置在 COMP 引腳處。在這種情況下,查看輸出振蕩是否由未調諧補償網絡引起的快速方法是在 COMP 引腳放置一個大電容器。COMP 引腳處的大電容器向控制環(huán)路引入了低頻極點,從而顯著限制了帶寬。該電容器越大,BW 越低。圖 5 顯示了在 COMP 引腳添加大電容器的效果。COMP 引腳處的電容器的典型范圍在 100nF 到 1μF 之間。


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