ZHCAAM3B July   2018  – August 2021 TPS560430

 

  1.   商标
  2. 1引言
  3. 2峰值电流模式环路建模
    1. 2.1 总控制框图和传递函数推导
    2. 2.2 内部电流环路模型
    3. 2.3 总体环路模型
    4. 2.4 电感器和输出电容器设计限值
    5. 2.5 计算带宽和相位裕度的公式
  4. 3电感器和输出电容器设计
    1. 3.1 电感器设计
    2. 3.2 输出电容器设计
    3. 3.3 仿真和平台验证
  5. 4总结
  6. 5参考文献
  7. 6修订历史记录

总控制框图和传递函数推导

图 2-1 所示为 PCM 降压转换器的简化示意图。

GUID-774F8D55-494B-4540-8CE5-E88EDB77D866-low.gif图 2-1 PCM 降压转换器简化示意图
GUID-7CE0E554-1C30-4A7E-984F-400664070D4F-low.gif图 2-2 总体控制实现

图 2-2 所示为总体控制块状模型,其中:

  • Gdi(s) 为占空比到 iL 的传递函数。
  • ZO(s) 为输出阻抗的传递函数。
  • Gdiv(s) 为反馈电阻器网络的增益。
  • GEA(s) 为具有特定补偿的误差放大器的传递函数。
  • Fm 为 PCM PWM 比较器的增益。
  • Ri 为电流检测电阻器。
  • He(s) 为电感器电流采样保持效应的传递函数模型。

Equation1 所示为从电感电流到输出电压的传递函数。

Equation1. GUID-55305D7F-267C-4847-AC11-B3C5F273AEFE-low.gif

Gdi(s) 为占空比到 iL 的传递函数。

Equation2. GUID-7F275364-CA09-4806-A4E1-523E5C5C5241-low.gif

内部环路补偿的设计可确保交叉频率远远高于转角频率 1/(2π√LCO)。对于交叉频率和更高频率,Equation2 可简化为Equation3

Equation3. GUID-327DD9FA-D133-401F-AA31-8ECEF76C6789-low.gif

通过比较感测到的电感电流、外部斜坡和误差放大器输出 VCOMP,确定何时关闭高侧 MOSFET,进而确定占空比。Fm 为比较器增益。fSW 为开关频率。Sn 为感测到的电流波形的即时斜坡,Se 为外部斜坡坡度。

Equation4. GUID-6652F466-29DC-4E6D-97CD-752F7EB408C0-low.gif

其中

  • GUID-EA853B6B-7275-4E2B-8B25-2E41BC4D43BD-low.gif
    GUID-1EC2AE3E-F7AB-4739-BF2C-06DA442B0D67-low.gif

He(s) 为电感器电流采样保持效应的传递函数模型。[2]2

Equation5. GUID-7C178B59-54A2-42CE-AF18-A2F5079831C1-low.gif

Equation6 为反馈的传递函数。

Equation6. GUID-0023F73F-49AB-493F-B345-433A09BE70A7-low.gif

Equation7 为具有特定补偿的误差放大器的传递函数。

Equation7. GUID-F539C154-B477-4E6A-A8F4-CF43450DDF2E-low.gif