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          利用改進(jìn)型CCM小信號(hào)模型預(yù)測(cè)UCC289X有源鉗位正向

          作者: 時(shí)間:2013-10-14 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          摘要

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/185417.htm

          本文中,我們利用連續(xù)電感器電流條件下有源鉗位正向轉(zhuǎn)換器的峰值電流模式(PCM)改進(jìn)型小信號(hào)模型,預(yù)測(cè)應(yīng)用的實(shí)際環(huán)路穩(wěn)定性。為了驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的有效性,我們通過(guò)實(shí)際測(cè)量基于UCC2897 EVM樣機(jī),并建立UCC2897A仿真模型來(lái)進(jìn)一步證明。其結(jié)果表明,基于改進(jìn)型小信號(hào)模型的計(jì)算結(jié)果也可以精確地預(yù)測(cè)實(shí)際環(huán)路穩(wěn)定性。

          1、 引言

          隨著電源可靠性評(píng)估的不斷發(fā)展,使用特定環(huán)路分析儀器進(jìn)行環(huán)路穩(wěn)定性測(cè)試成為目前唯一必不可少的要求。但是,在實(shí)際開發(fā)過(guò)程中,工程師們常常在環(huán)路穩(wěn)定性功能調(diào)試上面花費(fèi)太多的時(shí)間。例如,使用有源鉗位轉(zhuǎn)換器時(shí),我們總是會(huì)碰到環(huán)路穩(wěn)定性問(wèn)題,因?yàn)楹茈y在大信號(hào)負(fù)載動(dòng)態(tài)和小信號(hào)環(huán)路穩(wěn)定性之間實(shí)現(xiàn)一種較好的平衡,特別是在峰值電流控制模式下更是如此。在大信號(hào)負(fù)載動(dòng)態(tài)優(yōu)化方面,MOS電壓應(yīng)力有巨大的影響力。為了獲得較好的優(yōu)化,工程師們通常會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間重復(fù)調(diào)試環(huán)路穩(wěn)定性。

          由于其小信號(hào)模型并不準(zhǔn)確,因此對(duì)于這種計(jì)算方法是否適用于實(shí)際測(cè)量存在爭(zhēng)議,但是如果可以得到準(zhǔn)確的小信號(hào)模型,則這個(gè)問(wèn)題便可以迎刃而解。

          本文的目標(biāo)是建立一個(gè)計(jì)算平臺(tái),根據(jù)應(yīng)用所使用有源鉗位正向轉(zhuǎn)換器的改進(jìn)型小信號(hào)模型來(lái)驗(yàn)證環(huán)路穩(wěn)定性。圖1顯示了實(shí)際EVM驗(yàn)證舉例,另外,本文還將為你提供許多比較數(shù)據(jù)。最后,經(jīng)過(guò)證明,使用應(yīng)用時(shí),環(huán)路穩(wěn)定性計(jì)算對(duì)于開發(fā)期間的實(shí)際設(shè)計(jì)和調(diào)試都非常有用。

          圖片15.jpg

          圖1 基于EVM的原理圖

          2、 功率級(jí)傳輸函數(shù)計(jì)算

          請(qǐng)參見(jiàn)圖1所示原理圖的BOM。下表列出了功率級(jí)參數(shù)。

          功率級(jí)參數(shù)的定義

          參數(shù)

          數(shù)值

          輸入與輸出規(guī)范

          輸入電壓

          Vin

          48

          輸出電壓

          Vo

          3.3

          輸出電流

          I負(fù)載

          30

          變壓器匝比(Ns/Np

          N

          0.1667

          電源轉(zhuǎn)換效率

          0.9

          最大占空比設(shè)置

          Dmax

          0.65

          運(yùn)行時(shí)間

          T

          4u

          輸出級(jí)參數(shù)

          輸出電感

          L

          2u

          輸出電感的等效電阻

          RL

          5m

          輸出電容(兩個(gè)并聯(lián)330u

          C

          660u

          輸出電容ESR

          Rc

          5m

          一次諧振參數(shù)

          磁化電感

          Lm

          100u

          諧振電容

          Cc

          40n

          Fsw下的等效有源電阻

          Rw

          1

          一次側(cè)電流檢測(cè)電路參數(shù)

          檢測(cè)電阻

          Rs

          4.64

          電流電感器

          Nt

          100

          UCC289X斜率參數(shù)

          電阻1的斜率補(bǔ)償

          Rslope

          158K

          電阻2的斜率補(bǔ)償

          Rf

          1.82K

          求解工作占空比為:

          圖片16.jpg

          輸出負(fù)載計(jì)算得到:

          圖片17.jpg

          等效主檢測(cè)電阻為:

          圖片18.jpg

          求解mc為:

          圖片19.jpg

          由前面的一些參數(shù),可使用MathCAD或者模擬軟件繪制出該傳輸函數(shù)的波特圖和相位特性圖

          圖片20.jpg

          其中:

          圖片21.jpg

          對(duì)于UCC289X應(yīng)用來(lái)說(shuō),系數(shù)KC由內(nèi)部分電阻器決定;它被設(shè)置為0.2,則控制到輸出傳輸函數(shù)的最終功率級(jí)傳輸函數(shù)為:

          圖片22.jpg

          圖2顯示了計(jì)算結(jié)果:

          圖片23.jpg

          圖2 控制到輸出傳輸函數(shù)的波特計(jì)算


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