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看《开关电源设计》中疑惑,望大哥大姐们解惑!

根据《开关电源设计》中提到的系统稳定的准则:穿越频率处相位裕量至少要大于45.

我从头分析下我的疑问哈,麻烦高手们给予解惑:

反馈环路的闭环增益为:Af=A/(1+AF),当|AF|=1且AF相位角为180时,系统出现振荡。

根据系统振荡所需要的两个条件推出在|AF|=1,即开环增益|A|为0dB时,相位裕量大于45度,即可使系统稳定。

当相位裕量=0度时,|AF|=1即表示:Xf=Xi系统振荡 。但当Xf>Xi的时候,同样会发生系统振荡(只是受制于反馈环的放大倍数的限制,到一定时刻就会达到稳定的振荡幅度)。

我的疑问是:穿越频率处|A|=0dB,相位裕量大于45度可使系统稳定。|A|>0dB的那一段是否也同样需要相位裕量呢?为何只关注|A|=0dB这一点呢?

 

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erikzhao
LV.3
2
2011-09-23 17:01

另外论坛里看到另外一个帖子:http://bbs.dianyuan.com/topic/716087#wraper

贴中  第12帖  xiwangcumt提到的问题:.....但是若我们在穿越频率处使环路的斜率为0,即水平,不知道系统的稳定性如何?

能否给于解答呢?

最后个问题:该贴中提到了“反馈回路的相移计算方法”--venable威纳波尔法,网上基本上是没有介绍的,有人有相关资料吗?

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erikzhao
LV.3
3
2011-09-23 17:17
@erikzhao
另外论坛里看到另外一个帖子:http://bbs.dianyuan.com/topic/716087#wraper贴中 第12帖  xiwangcumt提到的问题:.....但是若我们在穿越频率处使环路的斜率为0,即水平,不知道系统的稳定性如何?能否给于解答呢?最后个问题:该贴中提到了“反馈回路的相移计算方法”--venable威纳波尔法,网上基本上是没有介绍的,有人有相关资料吗?

坐等1个小时

 

知道的大侠给予解惑...

不知道是我想牛角尖里了,还是理解的不对...

0
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2011-09-23 17:23

楼主,我替你顶顶啊!这块都忘了,下去要熟悉熟悉。

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erikzhao
LV.3
5
2011-09-23 17:33
还有40分钟,不急,坐等老师出现
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erikzhao
LV.3
6
2011-09-23 20:34
还是没有人给个答案,高手呢?
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2011-09-23 21:57
首先你要清楚为什么最小是45度
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2011-09-23 22:17
@二手电工
首先你要清楚为什么最小是45度

 

以上是直流增益为1时,闭环增益与单位增益时的相位之间的关系曲线。(点击看大图)

我们希望的是DC增益能够保证,在其他频率时,可以视为干扰,并且它们越小越好,是一个衰减的趋势,从图中可以看出来,120度是增益为1的临界点,也就是说该点左侧肯定是稳定的,对应的频率分量都衰减了,45度的时候,对应的大概是2,虽然会出现过冲,但还不大,而且经过两次以后可以衰减掉,所以对于相位裕量

最好是60度,最少45度。

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erikzhao
LV.3
9
2011-09-24 00:08
@二手电工
[图片] 以上是直流增益为1时,闭环增益与单位增益时的相位之间的关系曲线。(点击看大图)我们希望的是DC增益能够保证,在其他频率时,可以视为干扰,并且它们越小越好,是一个衰减的趋势,从图中可以看出来,120度是增益为1的临界点,也就是说该点左侧肯定是稳定的,对应的频率分量都衰减了,45度的时候,对应的大概是2,虽然会出现过冲,但还不大,而且经过两次以后可以衰减掉,所以对于相位裕量最好是60度,最少45度。

电工,你可能误解我的意思了。

我问的是:为何只考虑在|AF|=1 这一点的相位裕量来判断系统是否稳定。

当|AF|<1时,Xf

当|AF|=1 时,Xf=Xi,系统裕量大于45度,系统也可认为是稳定的。

 但当|AF|>1 时,Xf>Xi,这时同样需要系统裕量大于45度,为何这段是没有考虑进来的呢?

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2011-09-24 14:43
@二手电工
首先你要清楚为什么最小是45度
电工,等您接着讲啊~~~
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amonson
LV.8
11
2011-09-25 07:18
@erikzhao
电工,你可能误解我的意思了。我问的是:为何只考虑在|AF|=1这一点的相位裕量来判断系统是否稳定。当|AF|Xi,这时同样需要系统裕量大于45度,为何这段是没有考虑进来的呢?

对开关电源来讲,因为是负反馈,所以当|AF|>1 时,Xf>Xi,系统稳定;当|AF|=1 时,Xf=Xi,系统裕量大于45度,系统也可认为是稳定的;当|AF|<1时,Xf

因此,高于开关电源穿越频率的干扰是直通的,我们需要额外的低通滤波器来抑制高频干扰。

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2011-09-25 09:39
@amonson
对开关电源来讲,因为是负反馈,所以当|AF|>1时,Xf>Xi,系统稳定;当|AF|=1时,Xf=Xi,系统裕量大于45度,系统也可认为是稳定的;当|AF|

关于这个问题,正在学习中。谢谢指点!

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ctx1211
LV.7
13
2011-09-25 10:54
@电源网-源源
电工,等您接着讲啊~~~
反馈是难题啊,坐等听课
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cheng111
LV.11
14
2011-09-25 13:58
@erikzhao
电工,你可能误解我的意思了。我问的是:为何只考虑在|AF|=1这一点的相位裕量来判断系统是否稳定。当|AF|Xi,这时同样需要系统裕量大于45度,为何这段是没有考虑进来的呢?
以前模电书上不是有介绍嘛,肯定考虑反馈的问题咯。看是正反馈还是负反馈,
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2011-09-25 23:16
@cheng111
以前模电书上不是有介绍嘛,肯定考虑反馈的问题咯。看是正反馈还是负反馈,
旅长回答的有些含糊啊,详细讲解啊!
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erikzhao
LV.3
16
2011-09-26 10:09
@amonson
对开关电源来讲,因为是负反馈,所以当|AF|>1时,Xf>Xi,系统稳定;当|AF|=1时,Xf=Xi,系统裕量大于45度,系统也可认为是稳定的;当|AF|

所以当|AF|>1 时,反馈信号都大于输入信号,如果相位没有裕量,系统怎么稳定?

 

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hourdown
LV.6
17
2011-09-26 10:27

呵呵,前面写的比较混乱 不知道是你没看懂 还是我没学好,

最后一问倒是看明白了,很多很多时候大于0dB的区域相频特性比0dB点的相位裕度更重要

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hourdown
LV.6
18
2011-09-26 10:28
@hourdown
呵呵,前面写的比较混乱不知道是你没看懂还是我没学好,最后一问倒是看明白了,很多很多时候大于0dB的区域相频特性比0dB点的相位裕度更重要
吐槽下 电源网在火狐 谷歌浏览器都打不开 登陆小窗啊
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erikzhao
LV.3
19
2011-09-26 10:41
@hourdown
呵呵,前面写的比较混乱不知道是你没看懂还是我没学好,最后一问倒是看明白了,很多很多时候大于0dB的区域相频特性比0dB点的相位裕度更重要

嘿嘿,有疑惑就说明我没看懂,所以表达起来也就比较混乱。

有时想弄明白一个问题,其实好麻烦的,就一个系统稳定性,我差不多都快看到劳斯判据了...

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hourdown
LV.6
20
2011-09-26 10:50
@erikzhao
嘿嘿,有疑惑就说明我没看懂,所以表达起来也就比较混乱。有时想弄明白一个问题,其实好麻烦的,就一个系统稳定性,我差不多都快看到劳斯判据了...

劳斯。。。做电源是做工程,以简洁实用为主

如果有个公式上百个参数 但是能很好的建模开关电源各个方面,你觉得会有人用吗?

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cheng111
LV.11
21
2011-09-26 12:49
@笨小孩1114
旅长回答的有些含糊啊,详细讲解啊!
正反馈是会导致振荡的,这也是为什么一个谐振电路使用正反馈了。上面看|AF|?1比较大小和相位就是这个原因。
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2011-09-26 16:19
@erikzhao
电工,你可能误解我的意思了。我问的是:为何只考虑在|AF|=1这一点的相位裕量来判断系统是否稳定。当|AF|Xi,这时同样需要系统裕量大于45度,为何这段是没有考虑进来的呢?
我整理下思路,稍后试着说一说,道理不难,讲清楚不知道容易不。
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2011-09-26 17:55
@erikzhao
电工,你可能误解我的意思了。我问的是:为何只考虑在|AF|=1这一点的相位裕量来判断系统是否稳定。当|AF|Xi,这时同样需要系统裕量大于45度,为何这段是没有考虑进来的呢?

因为有一些公式,所以我用手写了自己的解释,多跟大家交流交流

点击可看大图

 

Fig3中的阴影区域是不稳定区域,画图时疏忽了,边界不是单位圆,而是如下图所示的蓝色椭圆内。如下图

 

绝大多数情况下,当相位裕量大于45度时,其奈奎斯特曲线不会进入蓝色椭圆禁区,所以在整个频域范围内,都不会发散过冲。

所以只需要考虑相位裕量就能够判断整个系统是否稳定。

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2011-09-26 18:20
@二手电工
因为有一些公式,所以我用手写了自己的解释,多跟大家交流交流(点击可看大图)[图片] Fig3中的阴影区域是不稳定区域,画图时疏忽了,边界不是单位圆,而是如下图所示的蓝色椭圆内。如下图[图片] 绝大多数情况下,当相位裕量大于45度时,其奈奎斯特曲线不会进入蓝色椭圆禁区,所以在整个频域范围内,都不会发散过冲。所以只需要考虑相位裕量就能够判断整个系统是否稳定。
感觉越来越模糊了啊。慢慢分析中...
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2011-09-26 18:34
@笨小孩1114
感觉越来越模糊了啊。慢慢分析中...
其实,只需要结论就好,这个解释过程对于大部分人来说,没有必要,因为应用中几乎不用到。
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2011-09-26 18:50
@二手电工
其实,只需要结论就好,这个解释过程对于大部分人来说,没有必要,因为应用中几乎不用到。
今天问了几个周围的人,都说不清楚!自己现在慢慢分析中....
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2011-09-26 20:50
@笨小孩1114
今天问了几个周围的人,都说不清楚!自己现在慢慢分析中....
我更新了下原来的回复,这个更精确些。
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erikzhao
LV.3
28
2011-09-26 23:16
@二手电工
我更新了下原来的回复,这个更精确些。

非常谢谢电工!!!

 

笨小孩,看来我们还要继续努力学习啊

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2011-09-27 08:38
@erikzhao
[图片]非常谢谢电工!!! 笨小孩,看来我们还要继续努力学习啊[图片]

电工灰常给力!努力,那是必须的啊!谢谢电工

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silian独
LV.1
30
2011-10-10 09:48
@amonson
对开关电源来讲,因为是负反馈,所以当|AF|>1时,Xf>Xi,系统稳定;当|AF|=1时,Xf=Xi,系统裕量大于45度,系统也可认为是稳定的;当|AF|
学习!!!!
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cx123
LV.2
31
2013-01-22 14:02
@hourdown
劳斯。。。做电源是做工程,以简洁实用为主如果有个公式上百个参数但是能很好的建模开关电源各个方面,你觉得会有人用吗?

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