buck开关电源拓扑中提升占空比D 开或者关的电流“变化”会变小啊

buck开关电源拓扑中提升占空比D 开或者关的电流“变化”会变小啊,第1张

这个是属于开环(无反馈)状态下,会出现你说的问题,将导致系统崩溃。

但在实际的电路中,是闭环(有反馈)的,由于某种原因导致 原有的秒伏平衡打破,那么在闭环的条件下,通过反馈,又将达到新的平衡。

这一段是讲解原理,你应该继续看下去,有反馈的讲解,就明白了。

PI控制可以用于Buck和Boost变换器中,但应根据具体情况进行相应的调整和设计,以使系统达到最优的控制效果。在PI控制中,比例环节对应于反馈量和给定量的比较,采用误差乘以比例系数的形式;积分环节则对应于误差的累积,以调整输出来消除静态误差。对于Buck变换器,需要针对系统特点,调整PI控制器的部分参数,包括采样时间、比例系数、积分时间等,以提高系统的响应时间和稳定性。类似地,Boost变换器也需要进行相应的控制参数调整,以达到最优的控制效果。总之,PI控制可以应用于Buck和Boost变换器中,但具体的调整和设计需要根据具体情况进行,以最大限度地优化系统的性能和稳定性。

1楼的可能理解错了楼主的意思,他并不是问开关电源隔离用变压器,而是问有的电源直接用工频变压器做升降压。

目前是有的电源是直接将220V/50HZ的交流电通过工频变压器升压或者降压到需要的值,这样做的好处有几点:1、简单可靠;2、输出和输入隔离,对人来说安全;3、没有开关电源带来的电磁辐射和干扰

缺点:1、对于大功率的电源来说,需要大的变压器,因此体积大,重;2、闭环控制不好做,也就是当输入电网电压变化时,输入的电压也会变化;

对于BUCK和BOOST,都是非隔离的开关电源结构,他们的缺点和优点差不多和变压器直接变压的电源相对。可以参照前面我说的。

功率的话没有确切的定论,BUCK、BOOST也可以做大功率,像现在逆变器几千瓦的前级电路也都会加一个BOOST,而BUCK,从几瓦到上百瓦也有有应用,电脑主板上的供电电源都是BUCK结构的,也有上百瓦的。

开关电源输出纹波主要来源于五个方面:输入低频纹波、高频纹波、寄生参数引起的共模纹波噪声、功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声和闭环调节控制引起的纹波噪声。

开关电源输出纹波产生原因与解决方法

1 、低频纹波

低频纹波是与输出电路的滤波电容容量相关,电容的容量不可能无限制地增加,导致输出低频纹波的残留。交流纹波经DC/DC变换器衰减后,在开关电源输出端表现为低频噪声,其大小由DC/DC变换器的变比和控制系统的增益决定电流型控制DC / DC变换器的纹波抑制比电压型稍有提高,但其输出端的低频交流纹波仍较大,若要实现开关电源的低纹波输出,则必须对低频电源纹波采取滤波措施,可采用前级预稳压和增大DC / DC变换器闭环增益来消除。

低频纹波抑制的几种常用的方法:

a、加大输出低频滤波的电感,电容参数,使低频纹波降低到所需的指标。

b、采用前馈控制方法,降低低频纹波分量。

2 、高频纹波

高频纹波噪声来源于高频功率开关变换电路。在电路中,通过功率器件对输入直流电压进行高频开关变换而后整流滤波再实现稳压输出的,在其输出端含有与开关工作频率相同频率的高频纹波,其对外电路的影响大小主要和开关电源的变换频率、输出滤波器的结构和参数有关,设计中尽量提高功率变换器的工作频率,可以减少对高频开关纹波的滤波要求。                                       高频纹波抑制的目的是给高频纹波提供通路,常用的方法有以下几种:

   a、提高开关电源工作频率,以提高高频纹波频率,有利于抑制输出高频纹波。

b、加大输出高频滤波器,可以抑制输出高频纹波。

C、采用多级滤波。

3 、寄生参数引起的共模纹波噪声

寄生参数引起的共模纹波噪声由于功率器件与散热器底板和变压器原、副边之间存在寄生电容,导线存在寄生电感,因此当矩形波电压作用于功率器件时,开关电源的输出端因此会产生共模纹波噪声,减小与控制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容,并在输出侧加共模抑制电感及电容,可减小输出的共模纹波噪声。

减小输出共模纹波噪声的常用方法:

a、输出采用专门设计的EMI滤波器。

b、降低开关毛刺幅度。

4 、超高频谐振噪声

超高频谐振噪声主要来源于高频整流二极管反向恢复时二极管结电容、功率器件开关时功率器件结电容与线路寄生电感的谐振,频率一般为1-10MHz,通过选用软恢复特性二极管、结电容小的开关管和减少布线长度等措施可以减少超高频谐振噪声。

5 、闭环调节控制引起的纹波噪声

开关电源都需对输出电压进行闭环控制,调节器参数设计的不适当也会引起纹波,当输出端波动时通过反馈网络进入调节器回路,可能导致调节器的自激振荡,引起附加纹波,此纹波电压一般没有固定的频率。在开关直流电源中,往往因调节器参数选择不适当会引起输出纹波的增大。

这部分纹波可通过以下方法进行抑制:

    a、在调节器输出增加对地的补偿网络,调节器的补偿可抑制调节器自激引起的纹波增大。

      b、合理选择闭环调节器的开环放大倍数和闭环调节器的参数,开环放大倍数过大有时会引起调节器的振荡或自激,使输出纹彼含量增加,过小的开环放大倍数使输出电压稳定性变差及纹波含量增加,所以调节器的开环放大倍数及闭环调节器的参数要合理选取,调试中要根据负载状况进行调节。

      c、在反馈通道中不增加纯滞后滤波环节,使延时滞后降到最小,以增加闭环调节的快速性和及时性,对抑制输出电压纹波是有益的。

补充:

对于开关纹波,理论上和实际上都是一定存在的。通常抑制或减少它的做法有三种:

1 、加大电感和输出电容滤波

根据开关电源的公式,电感内电流波动大小和电感值成反比,输出纹波和输出电容值成反比。所以加大电感值和输出电容值可以减小纹波。

同样,输出纹波与输出电容的关系:vripple=Imax/(Co×f)。  可以看出,加大输出电容值可以减小纹波。

通常的做法,对于输出电容,使用铝电解电容以达到大容量的目的。但是电解电容在抑制高频噪声方面效果不是很好,而且ESR也比较大,所以会在它旁边并联一个陶瓷电容,来弥补铝电解电容的不足。

同时,开关电源工作时,输入端的电压Vin不变,但是电流是随开关变化的。这时输入电源不会很好地提供电流,通常在靠近电流输入端(以BucK型为例,是SWITcH附近),并联电容来提供电流。

上面这种做法对减小纹波的作用是有限的。因为体积限制,电感不会做的很大;输出电容增加到一定程度,对减小纹波就没有明显的效果了;增加开关频率,又会增加开关损失。所以在要求比较严格时,这种方法并不是很好。关于开关电源的原理等,可以参考各类开关电源设计手册。

2 、二级滤波,就是再加一级LC 滤波器

LC滤波器对噪纹波的抑制作用比较明显,根据要除去的纹波频率选择合适的电感电容构成滤波电路,一般能够很好的减小纹波。

采样点选在LC滤波器之前(Pa),输出电压会降低。因为任何电感都有一个直流电阻,当有电流输出时,在电感上会有压降产生,导致电源的输出电压降低。而且这个压降是随输出电流变化的。

采样点选在LC滤波器之后(Pb),这样输出电压就是我们所希望得到的电压。但是这样在电源系统内部引入了一个电感和一个电容,有可能会导致系统不稳定。关于系统稳定,很多资料有介绍,这里不详细写了。

3 、开关电源输出之后,接LDO 滤波

这是减少纹波和噪声最有效的办法,输出电压恒定,不需要改变原有的反馈系统,但也是成本最高,功耗最高的办法。任何一款LDO都有一项指标:噪音抑制比。是一条频率-dB曲线,如右图是凌特公司LT3024的曲线。

对减小纹波。开关电源的PCB布线也非常关键,这是个很赫手的问题。有专门的开关电源PCB 工程师,对于高频噪声,由于频率高幅值较大,后级滤波虽然有一定作用,但效果不明显。这方面有专门的研究,简单的做法是在二极管上并电容C或RC,或串联电感。

4 、在二极管上并电容C 或RC

二极管高速导通截止时,要考虑寄生参数。在二极管反向恢复期间,等效电感和等效电容成为一个RC振荡器,产生高频振荡。为了抑制这种高频振荡,需在二极管两端并联电容C或RC缓冲网络。电阻一般取10Ω-100 Ω,电容取47pF-22nF。

在二极管上并联的电容C或者RC,其取值要经过反复试验才能确定。如果选用不当,反而会造成更严重的振荡。

对高频噪声要求严格的话,可以采用软开关技术。关于软开关,有很多书专门介绍。

5 、二极管后接电感(EMI 滤波)

这也是常用的抑制高频噪声的方法。针对产生噪声的频率,选择合适的电感元件,同样能够有效地抑制噪声。需要注意的是,电感的额定电流要满足实际的要求。比较简单的做法,不再详细解释。

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