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有源鉗位正激電路分析之電流變壓器的環路穩定性

CHANBAEK ? 來源:開關電源黑魔法 ? 作者:seanjunyin ? 2023-06-23 11:15 ? 次閱讀

有源鉗位正激副邊同步整流適用的功率的變換器,原邊的電流采樣通常會用到電流變壓器,電流模式控制是不錯的選擇,可適用更寬范圍的輸出電容種類,尤其是純陶瓷電容、OSCON和低ESR聚合物固體電解電容。電流變壓器及其整流電路對于重建電流環需要的電流信號起著至關重要的作用。

wKgaomSNJRSACXolAAET2IXrsBU281.jpg

有源鉗位正激電流變壓器T1及整流電路R7/D1/R9示意圖

電流變壓器做為一個變壓器來說無論是標準品還是客戶定制品規格書定義的簡單的不能再簡單了,但是這個變壓器的離散參數卻對電流采樣卻有很大影響,不能當作理想變壓器來看待。對于單端拓撲這里是正激變換器,電流變壓器信號邊的整流電路通常是半波整流,這對于副邊同比整流來說會有些挑戰。

下面兩張圖是同一個模塊不同負載下的環路測試結果。

wKgaomSNJRSAIDi6AACPHcVFExA485.jpg

圖A 存在雙極點特性

wKgZomSNJRSARv8dAACnrbdMpcw816.jpg

圖B,雙極點特性消失

電流模式控制理論上是單極點系統,但是上面兩幅圖可以看出來負載對環路的影響,圖A產生了雙極點,更像是電壓模式控制。

如果測試條件發生變化,情況會惡劣到系統出現不穩定,環路余量不足,輸出電壓產生振蕩,如下圖。

wKgZomSNJRSALkvUAABvwI3IcF8954.jpg

雙極點變為欠阻尼,模塊不穩定

當輸入為低電壓范圍系列如9V-36V輸入時原邊電流變得很大,原邊通常兩個NMOS并聯用,但是大電流的電流變壓器體積大,這時可能會用小點電流的電流變壓器只采樣其中一個NMOS的電流來縮減空間如下圖。

wKgaomSNJRSAGoNqAACiUR3adkk120.jpg

并聯示意圖

這時情況變得更復雜了,電流變壓器的離散參數嚴重影響電流信號的重建,不同模塊間,不同批次間,不同測試條件間的穩定性差異變得更大。

有時間可以閱讀下電流變壓器的規格書,重建下其等效電路模型,仿真下,然后拿實物在測試下,你會發現這個器件的規格書定義太粗糙了。

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