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尊龙凯时人生就是博中国官网LTspice中电流模式控制降压变换器的分析

浏览: 次    发布日期:2024-05-21

  尊龙凯时人生就是博中国官网LTspice中电流模式控制降压变换器的分析)降压转换器的设计原理和基本操作。在本文中,我们将使用模拟来对电路的电气行为进行相当精细的分析。

尊龙凯时人生就是博中国官网LTspice中电流模式控制降压变换器的分析(图1)

  如果您检查图1,您将看到比较器的输出没有直接连接到SR锁存器的重置线控制的PWMR信号反而驱动复位线。在标有TMR(表示“定时器”)的电压源的帮助下,B1最初将PWMR连接到设置锁存器的方波的反相版本。TMR电压从0V逐渐上升到5V;在模拟开始后t=1ms处,它跨越2.5V。

  这种情况导致B1断开PWMR与反相振荡器信号的连接,并将其连接到比较器的输出。这听起来可能很复杂,但这只是允许反馈回路工作的一种方式——它迫使调节器开始切换并产生一些电流和电压动作。

  如果你完全复制了我的电路,你就不需要启动辅助电路,但即使是微小的调整也可能干扰启动,如果调节器没有切换,你就无法有效地诊断和纠正问题。

  图2显示了没有启动辅助电路的示意图。我们将使用此版本的示意图进行本文中讨论的模拟。请注意,比较器的输出直接连接到锁存器的复位引脚。

尊龙凯时人生就是博中国官网LTspice中电流模式控制降压变换器的分析(图2)

尊龙凯时人生就是博中国官网LTspice中电流模式控制降压变换器的分析(图3)

  调节器只需要大约100μs就可以高精度地收敛到所需的输出电压上。正如我们在图4中所看到的,波纹幅度相当低。

尊龙凯时人生就是博中国官网LTspice中电流模式控制降压变换器的分析(图4)

  正如我在前一篇文章中所解释的,误差放大器没有直流反馈路径,因此,如果输出缓慢地高于或低于所需电压,它将像比较器一样工作。然而尊龙凯时-人生就是搏!,在正常情况下,调节器回路锁定在输出电压上。VFB和VREF之间的差异是由小的、频繁发生的振幅变化引起的。这意味着误差放大器的作用类似于放大器,而不是比较器,如图5所示。

尊龙凯时人生就是博中国官网LTspice中电流模式控制降压变换器的分析(图5)

  环路被设计为使得CONTROL信号相对于IND_RAMP信号处于适当的范围内。系统的振荡器连接到锁存器的设置引脚。在每个开关周期的开始,振荡器转换到逻辑高,导致锁存器的Q输出依次转换到逻辑低。这被称为“设置”闩锁。

  如果Q为高电平,则主电源开关(M1)接通。当M1接通时,电流流过电感器,IND_RAMP上升。当表示电感器电流的电压超过CONTROL建立的阈值电平时,比较器输出变高。这导致锁存器的Q输出转换为逻辑低,从而“重置”锁存器。现在M1关断,电感器电流开始斜坡下降。振荡器最终再次设置锁存器,并且循环重复。

尊龙凯时人生就是博中国官网LTspice中电流模式控制降压变换器的分析(图6)

  图7中的版本更清楚地显示了时序关系:PWM信号的逻辑高部分从振荡器信号的上升沿开始,并在IND_RAMP达到CONTROL时结束,导致比较器重置锁存器。

尊龙凯时人生就是博中国官网LTspice中电流模式控制降压变换器的分析(图7)

  占空比决定输出电压,但控制回路不必完全依赖输出电压来正确调整占空比尊龙凯时-人生就是搏!。相反,输出电压通过误差放大器提供阈值。电感器电流提供了控制功率开关的基本模式(因此电流模式控制)。

  比较器输出和开关状态之间的联系,以及开关状态和电感器电流之间的联系有时会导致IND_RAMP信号在CONTROL信号的上方和下方Z字形。这反过来又导致PWM信号中的杂散转变。

  这些转变不会严重损害调节器的功能,但值得注意的是——至少出于模拟目的——你可以通过降低比较器的磁滞电压来减轻它们。之前的图是在磁滞电压为10mV的情况下生成的。在图8中,它被降低到1mV。

尊龙凯时人生就是博中国官网LTspice中电流模式控制降压变换器的分析(图8)

  这些结果看起来好多了。尽管如此,我认为这种磁滞调整只是在我的无噪声模拟环境中的一种解决方案。在现实世界中,您需要根据应用程序中的噪声量和类型来设置电路的磁滞。

  在本文中,我们检查了与CMC降压转换器的输出级尊龙凯时-人生就是搏!、误差放大器和PWM发生器相关的电压波形。我希望你觉得这次讨论内容丰富,并且你喜欢思考复杂的信号和组件相互作用,这些相互作用使稳健的开关模式调节成为可能。