书中所说:为了保证系统稳定,根据采样定理,交越频率必须小于开关频率的1/2,
实际设计为开关频率的1/4~1/5
首先我想问的是(先不提实际设计为开关频率的1/4~1/5), 为什么系统的稳定要满足采样定理呢?
采样定理的定义是:为了使输入信号能够完整的被输出响应,采样频率必须大于输入信号频率的2倍
我个人理解:既然输入是DC(当然还有纹波和干扰),除了直流信号是有用的,其他都是有害信号,应该滤掉最好.不要满足采样定理啊
还有就是可能输入信号要突变, 如果突变信号大于开关频率的1/2,系统就会不稳定吗?为什么呢?
希望个位大虾指点!
关于DC-DC开关电源系统的交越频率确定?
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我的理解是这样的:因为我们希望得到的是近似直流稳态输出,在不考虑系统响应速度的前提下,当然是把闭环系统的带宽限制得越小越好,换句话说就是要开环系统的穿越频率越低越好.然而事实是,系统必须满足一定的响应速度要求,否则对于输入输出条件的突变,或者是瞬态干扰,系统就无法做出及时反应.至于把穿越频率定在1/4还是1/10开关频率处,应视系统的时域指标而定,不能单看频域指标.
谢谢qo_qo_james的回答,我同意你所的:至于把穿越频率定在1/4还是1/10开关频率处,应视系统的时域指标而定,不能单看频域指标.
我还是有个疑问:我们先不要考虑系统的任何指标.就稳定性问题而言:为什么交越频率要满足采样定理?为什么选择交越频率大于开关频率就会不稳定呢?稳定性的问题如果不满足采样定理,我们照样可以经过补偿使系统稳定啊
我还是有个疑问:我们先不要考虑系统的任何指标.就稳定性问题而言:为什么交越频率要满足采样定理?为什么选择交越频率大于开关频率就会不稳定呢?稳定性的问题如果不满足采样定理,我们照样可以经过补偿使系统稳定啊
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@xdream
谢谢qo_qo_james的回答,我同意你所的:至于把穿越频率定在1/4还是1/10开关频率处,应视系统的时域指标而定,不能单看频域指标.我还是有个疑问:我们先不要考虑系统的任何指标.就稳定性问题而言:为什么交越频率要满足采样定理?为什么选择交越频率大于开关频率就会不稳定呢?稳定性的问题如果不满足采样定理,我们照样可以经过补偿使系统稳定啊
我自从搞技术之后,表达能力也衰减了不少.可能是我没说清楚.
采样定理本身就已经能解释你的问题了.开关频率及其附近带宽的信号我们希望尽量不要出现在输出信号里面,即便出现,也应是以小信号的形式,所以控制环路就该让这部分信号得到一定的衰减.
采样定理的意思是,采样频率应至少高于信号频率中最高频率的两倍,才能保证采样后的信号不失真.
那么我们反过来想,开关频率的信号是不需要的,因为我们的开关变换器是对低频的信号(能量)进行转换.高频的开关信号仅仅是控制信号,是不需要被转换的信号(能量),所以我们要让它失真,失真得越惨烈越爽,这个时候就要把采样定理反过来用.
谈到你说的稳定性与采样定理的关系,我想上面的解释你还不满意.这样吧,假设有一个高频扰动信号(不同于开关频率信号),显然这个信号有可能导致系统的不稳定,我们得衰减它.但是这样的信号频率是我们预先无法知道的,因此我们无法说把穿越频率定在某某频率点,我们唯一知道的、清楚的就是开关频率及它的谐波频率,所以我们只能以开关频率为参考点来设置穿越频率,而这种做法在工程上是可取,为什么,因为未知的扰动信号多半与开关动作有关,那么我们以开关频率为参考点,为了保证多的余量,选择低于1/10(for example)开关频率作为穿越频率是理所当然的.
还可以举个例子,以前的线性调整器,虽然我没有接触过,但是可以推测它是不需要这么负责的环路控制器的,因为它是工作在低频、近乎直流的条件下,所以我都没有看到研究线性调整器的环路控制,当然也许是我没看到啊.
不过有一些情况是我们再怎么设置穿越频率也无法保证稳定的.比如电源被雷劈了,遭受的是高频、大信号的干扰,这时候环路也不起作用.说这个的目的是要提醒我们,现阶段所有环路的设计方法都是基于小信号的,脱离这个基础也就没得谈了.(题外话啊)
不知道说清楚没有,表达能力实在不咋地,不好意思哦.
采样定理本身就已经能解释你的问题了.开关频率及其附近带宽的信号我们希望尽量不要出现在输出信号里面,即便出现,也应是以小信号的形式,所以控制环路就该让这部分信号得到一定的衰减.
采样定理的意思是,采样频率应至少高于信号频率中最高频率的两倍,才能保证采样后的信号不失真.
那么我们反过来想,开关频率的信号是不需要的,因为我们的开关变换器是对低频的信号(能量)进行转换.高频的开关信号仅仅是控制信号,是不需要被转换的信号(能量),所以我们要让它失真,失真得越惨烈越爽,这个时候就要把采样定理反过来用.
谈到你说的稳定性与采样定理的关系,我想上面的解释你还不满意.这样吧,假设有一个高频扰动信号(不同于开关频率信号),显然这个信号有可能导致系统的不稳定,我们得衰减它.但是这样的信号频率是我们预先无法知道的,因此我们无法说把穿越频率定在某某频率点,我们唯一知道的、清楚的就是开关频率及它的谐波频率,所以我们只能以开关频率为参考点来设置穿越频率,而这种做法在工程上是可取,为什么,因为未知的扰动信号多半与开关动作有关,那么我们以开关频率为参考点,为了保证多的余量,选择低于1/10(for example)开关频率作为穿越频率是理所当然的.
还可以举个例子,以前的线性调整器,虽然我没有接触过,但是可以推测它是不需要这么负责的环路控制器的,因为它是工作在低频、近乎直流的条件下,所以我都没有看到研究线性调整器的环路控制,当然也许是我没看到啊.
不过有一些情况是我们再怎么设置穿越频率也无法保证稳定的.比如电源被雷劈了,遭受的是高频、大信号的干扰,这时候环路也不起作用.说这个的目的是要提醒我们,现阶段所有环路的设计方法都是基于小信号的,脱离这个基础也就没得谈了.(题外话啊)
不知道说清楚没有,表达能力实在不咋地,不好意思哦.
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我自从搞技术之后,表达能力也衰减了不少.可能是我没说清楚.采样定理本身就已经能解释你的问题了.开关频率及其附近带宽的信号我们希望尽量不要出现在输出信号里面,即便出现,也应是以小信号的形式,所以控制环路就该让这部分信号得到一定的衰减.采样定理的意思是,采样频率应至少高于信号频率中最高频率的两倍,才能保证采样后的信号不失真.那么我们反过来想,开关频率的信号是不需要的,因为我们的开关变换器是对低频的信号(能量)进行转换.高频的开关信号仅仅是控制信号,是不需要被转换的信号(能量),所以我们要让它失真,失真得越惨烈越爽,这个时候就要把采样定理反过来用.谈到你说的稳定性与采样定理的关系,我想上面的解释你还不满意.这样吧,假设有一个高频扰动信号(不同于开关频率信号),显然这个信号有可能导致系统的不稳定,我们得衰减它.但是这样的信号频率是我们预先无法知道的,因此我们无法说把穿越频率定在某某频率点,我们唯一知道的、清楚的就是开关频率及它的谐波频率,所以我们只能以开关频率为参考点来设置穿越频率,而这种做法在工程上是可取,为什么,因为未知的扰动信号多半与开关动作有关,那么我们以开关频率为参考点,为了保证多的余量,选择低于1/10(forexample)开关频率作为穿越频率是理所当然的.还可以举个例子,以前的线性调整器,虽然我没有接触过,但是可以推测它是不需要这么负责的环路控制器的,因为它是工作在低频、近乎直流的条件下,所以我都没有看到研究线性调整器的环路控制,当然也许是我没看到啊.不过有一些情况是我们再怎么设置穿越频率也无法保证稳定的.比如电源被雷劈了,遭受的是高频、大信号的干扰,这时候环路也不起作用.说这个的目的是要提醒我们,现阶段所有环路的设计方法都是基于小信号的,脱离这个基础也就没得谈了.(题外话啊)不知道说清楚没有,表达能力实在不咋地,不好意思哦.
非常感谢qo_q0_james的回答.你讲的很精辟,现在我已经明白了.以后多多指教!
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我自从搞技术之后,表达能力也衰减了不少.可能是我没说清楚.采样定理本身就已经能解释你的问题了.开关频率及其附近带宽的信号我们希望尽量不要出现在输出信号里面,即便出现,也应是以小信号的形式,所以控制环路就该让这部分信号得到一定的衰减.采样定理的意思是,采样频率应至少高于信号频率中最高频率的两倍,才能保证采样后的信号不失真.那么我们反过来想,开关频率的信号是不需要的,因为我们的开关变换器是对低频的信号(能量)进行转换.高频的开关信号仅仅是控制信号,是不需要被转换的信号(能量),所以我们要让它失真,失真得越惨烈越爽,这个时候就要把采样定理反过来用.谈到你说的稳定性与采样定理的关系,我想上面的解释你还不满意.这样吧,假设有一个高频扰动信号(不同于开关频率信号),显然这个信号有可能导致系统的不稳定,我们得衰减它.但是这样的信号频率是我们预先无法知道的,因此我们无法说把穿越频率定在某某频率点,我们唯一知道的、清楚的就是开关频率及它的谐波频率,所以我们只能以开关频率为参考点来设置穿越频率,而这种做法在工程上是可取,为什么,因为未知的扰动信号多半与开关动作有关,那么我们以开关频率为参考点,为了保证多的余量,选择低于1/10(forexample)开关频率作为穿越频率是理所当然的.还可以举个例子,以前的线性调整器,虽然我没有接触过,但是可以推测它是不需要这么负责的环路控制器的,因为它是工作在低频、近乎直流的条件下,所以我都没有看到研究线性调整器的环路控制,当然也许是我没看到啊.不过有一些情况是我们再怎么设置穿越频率也无法保证稳定的.比如电源被雷劈了,遭受的是高频、大信号的干扰,这时候环路也不起作用.说这个的目的是要提醒我们,现阶段所有环路的设计方法都是基于小信号的,脱离这个基础也就没得谈了.(题外话啊)不知道说清楚没有,表达能力实在不咋地,不好意思哦.
恩,分析得挺详细的.多谢!
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