【10周年】用simplis验证环路理论（二）

在这个帖子里，我们来看一下隔离电源的开环特性。

事实上，对于电压型控制来说，大部分的隔离电源的小信号模型，都可以遵循三个基本拓扑的模型。无非是插入了一个带有变比的变压器而已。但是对于少数的拓扑来说，确实有不同之处。

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sometimes

2013-06-24 19:48

先来看一个理想的反激电源

sometimes

2013-06-24 19:48

@sometimes

先来看一个理想的反激电源[图片]

这里变压器变比为2:1，初级电感为80uH

sometimes

2013-06-24 19:50

@sometimes

这里变压器变比为2:1，初级电感为80uH

如果把这个反激等效为buckboost，可以发现和帖子（-）里面的buckboost是一样的，那么波特图是否一样呢？

sometimes

2013-06-24 19:51

@sometimes

如果把这个反激等效为buckboost，可以发现和帖子（-）里面的buckboost是一样的，那么波特图是否一样呢？

对比一下，的确是一样的。

sometimes

2013-06-24 19:52

@sometimes

[图片] 对比一下，的确是一样的。

这就说明，要得到flyback的小信号模型，只要先把它等效为buckboost，就可以直接套用书中的公式了。

sometimes

2013-06-28 19:15

对于传统的正激来说，同样可以等效为buck电路

sometimes

2013-06-28 19:17

@sometimes

对于传统的正激来说，同样可以等效为buck电路[图片]

从波特图来看，依然是个典型的双极点特性。

sometimes

2013-06-28 19:22

@sometimes

对于传统的正激来说，同样可以等效为buck电路[图片]

那么双管正激呢？

sometimes

2013-06-28 19:23

@sometimes

那么双管正激呢？[图片]

完全一样的特性

sometimes

2013-06-29 15:14

@sometimes

对于传统的正激来说，同样可以等效为buck电路[图片]

那么如果是ACF呢？

sometimes

2013-06-29 15:17

@sometimes

那么如果是ACF呢？[图片]

对于一个理想的电压型ACF来说，实际上小信号模型和buck是一致的，但是在理论的数学模型中，励磁电感和钳位电容会导致一对极点，和一对零点。但是这两对零极点在不考虑寄生参数的ACF中，又是完美重叠的，所以不需要考虑。

当然在考虑寄生参数之后，这两对零极点会带来少少的影响，但是我认为影响并不很关键。

sometimes

2013-06-29 15:22

@sometimes

对于一个理想的电压型ACF来说，实际上小信号模型和buck是一致的，但是在理论的数学模型中，励磁电感和钳位电容会导致一对极点，和一对零点。但是这两对零极点在不考虑寄生参数的ACF中，又是完美重叠的，所以不需要考虑。当然在考虑寄生参数之后，这两对零极点会带来少少的影响，但是我认为影响并不很关键。

来看一下仿真结果：

sometimes

2013-06-29 15:25

@sometimes

来看一下仿真结果：[图片]

基本上还是一个典型的双极点特性，但是如果仔细看，就会发现在10多K的地方，曲线出现了一个小波折。

那就是励磁电感和钳位电容产生的零极点没有完美重合的产物。

但是这个零极点到底如何计算呢？我一下子没有找到文献。但是可以肯定的是，必定和该LC的谐振点有关。我的印象中是，先把L和C分别÷（1-D)，然后再算出谐振频率。就在这个频率点附近。

所以如果要消除这个对环路的影响，在一定的前提下，LC的谐振好点越高越好。

hxzx

LV.6

2013-06-29 21:18

@sometimes

先来看一个理想的反激电源[图片]

U1叫啥名，软件怎么找到？谢谢

sometimes

2013-06-30 11:05

@hxzx

U1叫啥名，软件怎么找到？谢谢

comparator with ground,比较器而已

sometimes

2013-06-30 11:23

那么如果是传统半桥呢？下图为开关频率为250Khz（单个开关管的频率）的半桥

sometimes

2013-06-30 11:28

@sometimes

那么如果是传统半桥呢？下图为开关频率为250Khz（单个开关管的频率）的半桥[图片]

看一下波特图

除了典型的双极点特性之外，发现在250Khz处有一个复杂的现象。

那是因为变压器的励磁电感和桥臂电容形成的，但是令人放心的是，这个频率点是固定的，为开关频率处，显然是远远低于一般环路的穿越频率，完全可以忽略。

sometimes

2013-06-30 11:33

那么全桥呢，还是开关频率为250Khz的全桥

sometimes

2013-06-30 11:34

@sometimes

那么全桥呢，还是开关频率为250Khz的全桥[图片]

可以看到是非常典型的双极点特性

sometimes

2013-06-30 11:40

@sometimes

那么全桥呢，还是开关频率为250Khz的全桥[图片]

那么如果全桥具有隔直电容呢？

sometimes

2013-06-30 11:43

@sometimes

那么如果全桥具有隔直电容呢？[图片]

加入隔直电容之后，环路特性出现和半桥相同的特点，就是在开关频率处出现一个复杂的现象，同样是励磁电感和隔直电容的作用。

hxzx

LV.6

2013-06-30 21:20

@sometimes

comparatorwithground,比较器而已

谢谢

这个图形和一般的比较器不一样

我实际上找了个运放来代替

hxzx

LV.6

2013-06-30 21:27

@sometimes

comparatorwithground,比较器而已

这个软件刚开始学

请教下：From model library

From symbol library

这两个库有何细微区别？似乎都可以仿真。

sometimes

2013-07-01 11:47

@hxzx

这个软件刚开始学请教下：Frommodel library From symbol library这两个库有何细微区别？似乎都可以仿真。

model是确切可以仿真的，symbol里面有些只是一个图形。

sometimes

2013-07-01 15:00

接下去，我们来看一个小信号模型非常复杂的拓扑：

非对称控制半桥（电压型控制）

sometimes

2013-07-01 15:23

@sometimes

接下去，我们来看一个小信号模型非常复杂的拓扑：非对称控制半桥（电压型控制）

非对称半桥的小信号模型非常复杂，根据文献的描述，该拓扑的小信号模型中具有：

四个极点和两个零点。

其中两个极点是输出LC滤波器造成的，这个是典型的buck特性。

但是另外的两个极点和零点是变压器励磁电感和桥臂电容的缘故，但是庆幸的是，这两对东东靠的的非常近。但是即便如此，也会给环路稳定性带来不少的麻烦。

sometimes

2013-07-01 15:46

@sometimes

非对称半桥的小信号模型非常复杂，根据文献的描述，该拓扑的小信号模型中具有：四个极点和两个零点。其中两个极点是输出LC滤波器造成的，这个是典型的buck特性。但是另外的两个极点和零点是变压器励磁电感和桥臂电容的缘故，但是庆幸的是，这两对东东靠的的非常近。但是即便如此，也会给环路稳定性带来不少的麻烦。

输出LC带来的双极点很明显，就是该LC的谐振频率点。

那么另外一对极点在哪呢？

这里Cp就是桥臂电容，如果是两个桥臂电容，就是这两个电容并联

Leq是

这两个电感的并联，Lm是励磁电感，Lf是输出电感值，N‘是

这里n是变压器单个次级绕组/初级绕组比值

D是占空比（小于0.5）

那么那对零点呢？

在这里：

sometimes

2013-07-01 16:41

@sometimes

输出LC带来的双极点很明显，就是该LC的谐振频率点。那么另外一对极点在哪呢？[图片] 这里Cp就是桥臂电容，如果是两个桥臂电容，就是这两个电容并联Leq是[图片] 这两个电感的并联，Lm是励磁电感，Lf是输出电感值，N‘是[图片] 这里n是变压器单个次级绕组/初级绕组比值D是占空比（小于0.5）那么那对零点呢？在这里：[图片]