环路补偿参数设计_Buck
基于BUCK 电路电压模式的反馈环路设计
课程设计基于BUCK 电路电压模式的反馈环路设计——一个12至18V 输入3.3V/2A 输出的电源姓名：学号：指导老师：一、tps54231基本信息各引脚功能1. BOOT 开机，在BOOT和PH之间需要0.1µF自举电容，在这个电容电压低于最低要求时，高边的MOSFET被迫改为电容直到被刷新。
2. VIN 输入电源电压3.EN 使能引脚下拉电压低于1.25V禁用，建议规划有两个分压分离电阻4.SS 慢启动引脚外部电容连接到该引脚，设置输出上升时间5.VSENSE 反向波节的gm误差放大器P 误差放大器输入输出在该脚比较，频率补偿元件连接到该管脚7.GND 地8.PH 外部高边MOSFET的原动力二、要求电压输入范围:：12~18V额定输出电压： 3.3V输出纹波电压：30mV（1%）输入纹波电压： 300mV最大输出电流：2A开关频率：570kHz三、基本电路图四、参数计算1.1R 和2R的选择A V V R STOPSTART μ31-=取1R =332KAR V R ENSTART ENμ112+=取2R =68.1K2.输出电压设定点Tps54231的开关频率设定为570KHz 。
TPS54231的输出电压是外部可调电阻分压器使用网络。
R5和R6组成输出电压分压网络，电阻分压器给出方程为⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯=651R R V V ref out R5一般选择约10K Ω，在标准值匹配中选用 R5=10.2K ΩREFout REFV V R R R -⨯=56 V V out 3.3= V V REF 8.0=⇒ ΩK R 264.36≈在标准值匹配中 取 R6=3.24K Ω3.输入电容典型的去耦电容推荐为10µF，在此选择F C μ7.41=，F C μ7.42=作为去耦电路。
此外选择F C μ01.03=作为高频滤波。
这个输入脉动电压可以近似为max max ,25.0ESR I f C I V out swBULK out in ⨯+⨯⨯=∆，其中max ,out I 最大负载电流为2A ，sw f 开关频率为570KHz ，BULK C 为最大电容值 max ESR 为最大散装电容串联电阻。
buck电路补偿例题
buck电路补偿例题
好的，关于buck电路的补偿例题，我们可以从以下几个方面来
进行讨论和解答。
首先，我们可以从理论知识的角度来分析buck电路的补偿。
buck电路是一种降压转换器，它通过开关管的开关来控制输入电压，并通过电感和电容来实现输出电压的稳定。
在设计buck电路时，需
要考虑输入电压范围、输出电压稳定性、负载变化等因素，同时还
需要考虑开关管的损耗、电感和电容的参数选择等。
补偿设计可以
通过控制回路来实现，例如采用PID控制器来实现输出电压的稳定
控制。
其次，我们可以从实际应用的角度来讨论buck电路的补偿例题。
例如，设计一个输入电压范围为12V-24V，输出电压稳定在5V，负
载变化范围在0-5A的buck电路。
在这个例题中，我们需要考虑如
何选择合适的电感和电容参数，以及如何设计合适的控制回路来实
现输出电压的稳定控制。
另外，我们还可以从数学模型的角度来分析buck电路的补偿。
我们可以建立buck电路的数学模型，并通过控制理论和信号处理的
方法来设计补偿控制器，从而实现对输出电压的稳定控制。
在这个例题中，我们可以讨论如何建立buck电路的数学模型，以及如何通过控制理论方法来设计补偿控制器。
综上所述，针对buck电路的补偿例题，我们可以从理论知识、实际应用和数学模型等多个角度来进行全面的讨论和解答。
希望以上内容能够满足你的要求。
buck电流环路补偿方式导致时间不变的
buck电流环路补偿方式导致时间不变的我们来了解一下什么是buck电流环路补偿方式。
Buck电路是一种降压型的开关电源，它通过控制开关管的导通时间和截止时间来调节输出电压。
而电流环路补偿方式是一种用于提高系统稳定性和响应速度的控制技术。
它通过对电流环路进行补偿，使得系统在电流变化时能够快速稳定地达到设定值。
在buck电流环路补偿方式中，通过对电流环路进行补偿，可以有效地减小电流环路的不稳定性和响应时间，从而提高系统的稳定性和响应速度。
这种补偿方式主要通过增加一定的相位裕度和增益裕度来实现。
具体来说，buck电流环路补偿方式主要包括两个方面的补偿：零极点补偿和增益裕度补偿。
零极点补偿主要是通过在控制环路中增加一个或多个零点和极点来改变控制环路的传递函数，从而提高系统的稳定性和响应速度。
而增益裕度补偿则是通过增大控制环路的增益裕度，使得系统能够在电流变化时更快地达到设定值。
那么为什么buck电流环路补偿方式会导致时间不变呢？这是因为在buck电流环路补偿方式中，通过增加零极点和增益裕度，可以使得系统的稳定性和响应速度得到提高。
而稳定性和响应速度是衡量系统性能的重要指标之一，它们与时间密切相关。
因此，在buck 电流环路补偿方式下，尽管系统的稳定性和响应速度得到了提高，但时间却保持不变。
总结起来，buck电流环路补偿方式是一种通过增加零极点和增益裕度来提高系统稳定性和响应速度的控制技术。
尽管在这种补偿方式下系统的稳定性和响应速度得到了提高，但时间却保持不变。
这是因为稳定性和响应速度与时间密切相关，通过增加零极点和增益裕度可以改善这些指标，但时间本身并不会受到影响。
希望通过本文的介绍，读者对buck电流环路补偿方式以及其导致时间不变的原因有了更加清晰的了解。
这种补偿方式在实际应用中具有重要的意义，可以有效地提高系统的性能和稳定性。
未来的研究中，我们还可以进一步探索buck电流环路补偿方式的优化方法，以进一步提高系统的性能和稳定性。
开关电源环路补偿设计
开关电源环路补偿设计开关电源环路补偿设计在开关电源设计中，环路补偿是至关重要的一步。
环路补偿的正确设计可以提高电源的稳定性和效率，从而提供更为可靠的电源输出。
本文将针对开关电源的环路补偿设计，从三个方面进行阐述。
一、开关电源环路补偿的基本原理开关电源的环路补偿，是指将部分输出信号回馈到反馈端口，通过正反馈作用来改善系统的动态性能。
补偿的目的，是使电源输出稳定，对负载的响应性更好。
为了实现这一目的，设计师需要对开关电源的基本原理有深入的理解。
在开关电源中，电容、电感和频率之间的相互影响是至关重要的。
通过合理的组合设计，可以提高电源的效率，降低功耗。
二、开关电源环路补偿的设计方法开关电源的环路补偿设计方法，需要综合考虑多个参数，如响应时间、阻尼稳定性、相位裕度等。
其中，响应时间涉及到电路响应时间、电源传输函数以及负载条件，需要根据具体情况予以调整。
阻尼稳定性关系到系统的稳态稳定性，需要根据不同负载条件下的阻尼因素予以设计。
相位裕度涉及到极点间距，可以通过更改反馈回路的增益稳定性来达到较好的效果。
三、开关电源环路补偿的优化在实际电路中，由于电容、电感和负载等多种因素的影响，开关电源环路补偿存在一定的误差。
优化环路补偿，可以通过在电路中加入滤波电容、降低负载电感等措施，提高电源输出的稳定性。
此外，在滤波器的选型方面，选择与系统肖特基二极管参数相匹配的器件，可以较为有效地降低噪声和振荡。
总之，开关电源环路补偿对整个系统的性能至关重要。
一个合理的补偿设计将使电源输出变得更加稳定、高效，具有更好的响应性。
因此，在开发开关电源的过程中，我们应该时刻保持对环路补偿原理的理解，并综合考虑各种参数和因素，以达到最优的设计效果。
一种buck-boost开关电源环路补偿电路设计
一种buck-boost开关电源环路补偿电路设计
设计一种buck-boost开关电源环路补偿电路的步骤如下：
1. 确定需要补偿的电源环路特性：首先，需要确定要补偿的电源环路具有哪些频率成分的干扰或噪音。
例如，可以通过频谱分析确定这些频率成分的频率范围和幅度。
2. 设计补偿网络：根据第一步的分析结果，设计一个合适的补偿网络来抵消电源环路的干扰或噪音。
补偿网络通常包括电容、电感和阻抗器等元件，可以选择串联或并联配置以实现所需的补偿效果。
3. 选择补偿元件参数：根据补偿网络的设计，选择合适的元件参数，如电容值、电感值和阻抗器阻值等。
可以通过仿真或实验来优化参数选择，并确保所选元件能够在所需频率范围内提供所需的补偿效果。
4. 布局和连接补偿电路：根据设计，将补偿网络的元件布局在电源环路中，并通过适当的连接方式将其与开关电源环路连接。
确保补偿网络能够有效地接收和处理来自电源环路的干扰或噪音，并将补偿信号输出到开关电源环路中。
5. 验证和调整：在连接完补偿电路后，进行验证和调整以确保补偿效果符合预期。
可以使用示波器、频谱仪等仪器来观察和测量电源环路的干扰或噪音幅度，并通过调整补偿网络的参数来优化补偿效果。
需要注意的是，设计补偿电路时需要考虑电路的稳定性和安全性，确保补偿网络不会引入额外的噪音或干扰，并且不会对开关电源环路的性能产生负面影响。
同时，还需遵守相关的电气标准和规范，以确保设计符合相关要求。
buck电路环路参数设计
buck电路环路参数设计一、引言在电子工程中，Buck电路是一种常见的电源转换电路，广泛应用于各种电子设备中。
其工作原理是将输入电压的一部分转换成较低的输出电压。
对于Buck电路的设计，环路参数设计是其核心部分，直接影响电路的性能和稳定性。
二、环路参数设计1.电感的选择：电感是Buck电路中重要的元件，它能够抑制电流的波动，同时对交流信号进行过滤。
电感的选取需要考虑电路的工作频率、输入电压、输出电压以及负载变化等因素。
一般来说，电感值越大，电路的抗干扰能力越强，但也会增加电路的体积和重量。
因此，需要根据实际情况进行权衡。
2.电容的选择：电容在Buck电路中扮演着重要的角色，它可以滤除高频噪声，提高电路的稳定性。
电容的选取需要考虑电路的工作频率、输入电压、输出电压以及负载变化等因素。
同时，电容的耐压值也需要考虑，避免因过压损坏电容。
3.电阻的选择：电阻在Buck电路中主要用于调整输出电压和限制电流。
电阻的选取需要考虑电阻值的大小、功率以及电路的工作环境等因素。
电阻值过大，可能导致输出电压波动大，影响电路的性能；电阻值过小，可能导致电路发热严重，影响电路的稳定性。
三、设计实例假设我们设计一个用于手机电池充电的Buck电路，我们需要考虑以下环路参数：输入电压为3.7V，输出电压为3V，工作频率为1MHz，负载变化范围为5%-10%。
根据这些参数，我们可以进行以下设计：1.电感选择：根据工作频率和输入电压，我们选择电感值为5mH。
2.电容选择：由于工作频率较低，我们选择1uF的电容，并确保其耐压值能够承受输入电压和输出电压的叠加。
3.电阻选择：我们选择一个可调电阻，用于调整输出电压，使其在5%-10%的负载范围内保持稳定。
初始时，将电阻调至最大值，然后逐渐减小电阻值，直到达到最佳输出电压。
同时，为了限制电流，我们选择一个适当的限流电阻。
四、结论通过以上设计步骤和方法，我们可以成功地设计出一个性能稳定、体积轻便的Buck电路。
单相BUCK电路的补偿回路设计
单相BUCK电路的补偿回路设计2013-11-21此文档是对Intersil TB417.1号文件<<Designing Stable Compensation Networks for Single Phase Voltage Mode Buck Regulators>>的翻译，以帮助大家理解。
文中有翻译不当的地方，敬请谅解！1.前提为了理解此文档，设计者需要具备以下三个技能：1.已经完成单相BUCK电路设计的大部分工作，除了补偿回路部分。
2.了解控制系统的基本原理，理解开环系统、闭环系统，增益、截止频率、带宽等概念；3.理解波特图的含义。
2.介绍无论是同步还是异步BUCK电路，都由以下三个基本的部件构成一个稳定的闭环系统：调幅器、输出滤波器、补偿网络。
如图1示：2.1调幅器图2描述调幅器的结构图。
误差放大器将BUCK电路的输出值（FB引脚）与参考电压值（VREF）比较后放大，作为调幅器的输入。
调幅器的输出是PHASE脚（SW），增益由Regulator的输入VIN除以Regulator内部OSC的peak-to-peak电压Vosc，Vosc的值可以通过控制器手册查到。
2.2输出滤波器BUCK电路的输出滤波器是LC电路，包括L的DCR和C的ESR。
调幅器的输出用于滤波器的输入，滤波器的输出是Regulator的Vout。
图3描述输出滤波器的等效电路和传递函数。
传递函数包含2个极点和1个零点。
2.3开环系统图4描述了BUCK电路的开环系统以及它的传递函数。
图5的波特图表示开环系统的增益。
上图描述的是一般开环系统的增益曲线，定制系统会有不同的双极点和零点频率。
对于那些低DCR和ESR输出滤波电路的BUCK电路，传递函数的相位（phase）在双极点处会有很大的衰减，传递函数的增益在双极点出会有一个脉冲。
这种系统的补偿回路会非常难设计，因为电压的phase需要增加以保证充足的phase冗余。
基于BUCK拓扑峰值电流模式的反馈环路设计实例 (1)
由于电感饱和，实际见下图 8.8mV/us)
S off = 4
、在采样电阻上的映射电压
off
Vout 12 = = 0.067 A / us L 180u
S off ' = S sense 2 = S off Rsense = 0.067 × 100m = 6.7 mV / µs (
5
由于电感饱和，实际见下图 15mV/us)
输入电压 20V 阶跃冲击（1 通道电压，2 通道电流）
输入电压 30V 阶跃冲击（1 通道电压，2 通道电流）
ramp
VCS = Vsense
Rramp Rramp + Rcurrent
（ 1） （ 2）
Rcurrent Rramp + Rcurrent
V sense = 0 VCS = Vramp
：
联立两个等式，电压最后等于
VCS = Vsense
Rramp
Rcurrent Rramp + Rcurrent
变变变变变： 0.1uF
RM6:Ae=37mm2 Tm=24T Ts=26T R? +12 7 6 8 R? 10K 4 U? VCC OUT VREF RT/CT UC3842P C? 1uF VFB ISEN CMPEN GND 2 3 1 5 C? 10nF C? 51pF +12 R? 360K
Trans Cupl
10
XBP1
IN OUT
1
4
0 R1 2 V1 38kΩ 1 Vpk 1kHz 0° 0 6
U7A
1
3
5
V2 12 V
2 11
LM224AD
0 C2 51pF 4 R4 400kΩ
环路补偿参数设计_Buck
Compensator Design - Voltage-Mode Buck - CCMEnter parameters in shaded cells PCM1 Frequency Compensation ParametersVersion 0.2Vin (V)30Error AmplifierRevision date: 25 june 2018Vout (V)12Reference Voltage Vref (V) 1.25ModulatorLoad Current Iout (A)4Bottom Feedback Divider Rfbb (Ω) 2,256 D = 0.4000Switching Frequency Fsw (kHz) 100Top Feedback Divider Rfbt (Ω) 19,400Rout = 3.00Swtooth wave peak Vosc (V)1.25Target Loop Bandwidth Fc (kHz) 20.00Gdb=-25.2455Output Inductor L (μH)90.0Gp(°)=-156.6050Output Capacitor Cout (μF)336G = 18.292Output Capacitor ESR (mΩ)10.0穿越频率 (kHz)20.0046.00相位余量( ° )601.11781.3546Frequency Compensation Method Type ⅢR1(Ω)R2(Ω)R3(Ω)C1(F)C2(F)C3(F)19,400.023,509.7483.21.508E-106.056E-097.161E-09Crossover Frequency (kHz)20.42Phase Margin ( ° )59.70° Frequency (kHz) 10000.0Gain Margin (dB)100.2极点频率(kHz)fp=零点频率(kHz) fz=原极点频率(kHz) fp0=306090120150180-20020********1001,00010,000100,0001,000,000P h a s e (d e g )G a i n (d B )Frequency (Hz)Error Amplifier Gain/PhaseVout to Vcomp-90-60-300306090120150-60-40-20020406080100101001,00010,000100,0001,000,000P h a s e (d e g )G a i n (d B )Frequency (Hz)Control Loop Gain/Phase-180-150-120-90-60-300-60-40-2002040101001,00010,000100,0001,000,000P h a s e (d e g )G a i n (d B )Frequency (Hz)Modulator Gain/PhaseVcomp to VoutError Error Pmod1 Modulator Modulator Amplifier Amplifier Loop Loop Frequency Find Modulator Loop(10Hz) frequency frequency Gain Phase Gain Phase Gain Phase Increment Crossover Find 0°Phase Gain (Hz)(rad/sec)(dB)(deg)(dB)(deg)(dB)(deg)From Fsw Frequency Frequency(deg)(dB) 1.00E+00 6.28E+0027.60.062.690.190.290.160.01000000010000000#DIV/0!261.348473 1.02E+00 6.43E+0027.60.062.490.190.090.159.91000000010000000#DIV/0!260.948463 1.05E+00 6.58E+0027.60.062.290.189.890.159.81000000010000000#DIV/0!260.548452 1.07E+00 6.73E+0027.60.062.090.189.690.159.71000000010000000#DIV/0!260.148441 1.10E+00 6.89E+0027.60.061.890.189.490.159.61000000010000000#DIV/0!259.74843 1.12E+007.05E+0027.60.061.690.189.290.159.51000000010000000#DIV/0!259.348419 1.15E+007.21E+0027.60.061.490.189.090.159.41000000010000000#DIV/0!258.948407 1.17E+007.38E+0027.60.061.290.188.890.159.31000000010000000#DIV/0!258.548395 1.20E+007.55E+0027.60.061.090.188.690.159.21000000010000000#DIV/0!258.148383电压模式Buck 补偿. 25 june 2018.TI 设计工具的基础上做了一些修改.Buck 电压模式，后续将持续加入其它模型.K Factor 法更加灵活。
buck电路环路参数设计 -回复
buck电路环路参数设计-回复"Buck电路环路参数设计"引言：Buck电路是一种常用的降压型直流-直流（DC-DC）电源转换器。
它具有高效率、较小的体积和重量等优点，因此在许多电子设备中得到广泛应用。
在设计Buck电路时，环路参数的合理选择对电路性能至关重要。
本文将一步一步解释Buck电路环路参数的设计过程，帮助读者更好地理解和应用Buck电路。
第一步：确定设计目标在设计Buck电路之前，我们首先需要确定设计目标。
这包括输出电压、输出电流和效率等方面的要求。
这些目标将直接影响到环路参数的选取和优化。
第二步：选择开关频率Buck电路的开关频率直接影响电路的性能和元件的选用。
一般而言，较高的开关频率可以减小电感器和电容器的尺寸，但可能会增加开关损耗。
因此，在确定设计目标后，我们需要根据具体的应用要求选择合适的开关频率。
第三步：选择输出电感器输出电感器在Buck电路中起到滤波和储能的作用。
选择适当的输出电感器对电路的稳定性和效率至关重要。
一般而言，输出电感器的值应能满足以下要求：1. 具有足够的电感值，以保证输出电流的稳定性和纹波较小；2. 电感器的涡流损耗应尽可能小，以提高电路的效率；3. 电感器的尺寸应满足实际应用的要求。
第四步：选择输出电容器输出电容器在Buck电路中主要用于滤波和储能。
合理选择输出电容器可以减小输出纹波和提高电路的稳定性。
对于输出电容器的选择，我们应考虑以下因素：1. 输出电容器的额定电压应能满足设计要求，以免出现过电压破坏；2. 输出电容器的容值应满足输出纹波的要求，一般可以根据输出纹波系数来计算；3. 输出电容器的ESR（Equivalent Series Resistance）应尽可能小，以减小输出纹波和提高电路效率；4. 输出电容器的尺寸应满足实际应用的要求。
第五步：设计反馈回路反馈回路在Buck电路中起到稳定输出电压的作用。
合理设计反馈回路可以使输出电压精确稳定，并抵消外界干扰。
基于BUCK电路电压模式的反馈环路设计
基于BUCK电路电压模式的反馈环路设计引言：BUCK电路，又称降压电路，是一种常用的DC-DC转换器，可以实现将高电压降低到较低电压的功能。
在电压模式的反馈环路设计中，我们通过对输入电压和输出电压的反馈进行比较和调节，来实现稳定的输出电压。
本文将详细介绍基于BUCK电路的电压模式反馈环路设计的原理和实现。
一、BUCK电路及其工作原理BUCK电路由输入电压Vi、开关管、二极管和输出电压Vo组成。
开关管和二极管周期性地开关应用于电感上的电流，从而实现输入电压的变换和输出电压的降低。
BUCK电路的工作原理如下：1.当开关管开启时，输入电压经过电感传递到输出端，此时电感上产生磁场，存储着能量。
2.当开关管关闭时，存储在电感中的能量被释放，流过负载。
3.通过控制开关管的导通和关闭时间，可以实现对输出电压的调节。
二、电压模式反馈环路的设计原理电压模式反馈环路的设计旨在实现输出电压的稳定性。
其基本原理如下：1.采集输出电压信号：通过反馈电路，将输出端的电压信号转化为对应的电压。
这个电压与跟踪目标电压误差成正比。
2.误差放大器：将误差信号与一个参考电压进行比较，产生一个调节信号。
这个信号控制着开关管的开关时间。
3.脉宽调制器：脉宽调制器根据调节信号，通过调整开关管的导通时间和关闭时间，来控制输出电压的变化。
4.稳定输出电压：根据调节信号的调整，可以保持输出电压的稳定性，实现与输入电压的变化无关的电压输出。
三、BUCK电路电压模式反馈环路设计步骤1.设计输出电压参考电压产生模块：根据需要设计一个能产生参考电压的电路模块。
这个参考电压将用于与输出电压进行比较，产生误差信号。
2.设计误差放大器：误差放大器将输出电压与参考电压进行比较，并放大误差信号。
设计误差放大器的参数时，需要根据系统的要求和输入输出电压的范围来选择合适的参数。
3.设计脉宽调制器：脉宽调制器根据误差放大器的输出，通过调整开关管的开关时间，来实现输出电压的稳定。
Buck变换器的环路设计(修改)
Buck 变换器的环路设计1．功率级传递函数R1L1Q1buck 变换器功率级电路示意图其传递函数为1)(1121+⋅⋅++⋅⋅+⋅⋅=s C R ESR s C L s C ESR V V out out out i o 分子为一阶微分环节，有一个零点，其转折频率为outzero C ESR f ⋅=π21分母为二阶积分环节，其阻尼系数12L C R out=ζ，其中ESR R R +=1当1>ζ时，系统为过阻尼状态，有两个不同的极点。
当1=ζ时，系统为临界阻尼状态，有两个相同的极点。
当1<ζ时，系统为欠阻尼状态，有两个共轭的复数极点。
在DCDC 变换器中，为了获得较高的效率，会尽可能的减小R 的值，所以通常系统都是处在欠阻尼状态。
102103104105-40-2020102103104105-200-150-100-50典型的buck 变换器功率级幅频和相频特性曲线。
参数：Cout=100uF ，L1=2.2uH ，ESR=1m Ω,R1=10m Ω在功率级的传函中，有一个由ESR 和Cout 构成的零点。
当ESR 比较小时，幅频曲线在转折频率后会以-40db/dec 衰减，相频曲线也会由0deg 急剧的下降为－180deg 。
在控制回路的环路补偿中就必须增加额外的相位超前补偿，否则不能满足要求的相位裕度。
当ESR 较大时，由ESR 和Cout 组成的零点会抵消到一个极点，控制回路中不需要额外的相位超前补偿，就能满足要求的相位裕度。
下图为ESR=100m Ω（其余参数相同）的幅频和相频特性曲线。
可以看出，其相位最低降到-100deg ，尚有80deg 的相位裕度。
102103104105-30-20-10010102103104105-100-80-60-40-202． PWM 控制级传递函数在电压反馈系统中，PWM 控制器采用固定的三角波与反馈回来的电压比较，控制占空比。
BUCK电路环路补偿 Compensator Design Procedure for Buck Converter with Voltage-Mode Error-Amplifier
Compensator Design Procedure for Buck Converter with Voltage-Mode Error-Amplifier
By: Amir M. Rahimi, Parviz Parto, and Peyman Asadi
Table of Contents
Page 1. Introduction to Synchronous Buck Converter ...................................2 2. Loop Gain of the System..................................................................5 3. Step by Step Compensator Design Procedure.................................6 4. Type II Compensator Design............................................................7 4.1 Design Example of Type II Compensator.......................................11 5. Type III Compensator.......................................................................13 5.1 Type III- A Compensator ................................................................14 5.2 Design Example of Type III-A Compensator ..................................16 5.3 Type III- B Compensator ................................................................19 5.4 Design Example of Type III-B Compensator ..................................20 6. Conclusion .......................................................................................23 Appendices: Designing the Power Stage of the Synchronous Buck Converter ........24 Some Special Cases of Compensator Design .....................................28 Loop Response Measurement .............................................................33
buck斩波器控制补偿电路的设计
buck斩波器控制补偿电路的设计该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
buck斩波器控制补偿电路的设计该文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注。
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环路计算,补偿和仿真
BUCK 电路的环路计算，补偿和仿真Xia Jun 2010-8-14 本示例从简单的BUCK 电路入手，详细说明了如何进行电源环路的计算和补偿，并通过saber 仿真验证环路补偿的合理性。
一直以来，环路的计算和补偿都是开关电源领域的“难点”，很多做开关电源研发的工程师要么对环路一无所知，要么是朦朦胧胧，在产品的开发过程中，通过简单的调试来确定环路补偿参数。
而这种在实验室里调试出来的参数真的能满足各种实际的使用情况吗？能保证电源产品在高低温的情况下，在各种负载条件下，环路都能够稳定吗？能保证在负载跳变的情况下收敛吗？太多的未知数，这是产品开发的大忌。
我们必须明明白白的知道，环路的稳定性如何？相位裕量是多少？增益裕量是多少？高低温情况下这些值又会如何变化？在一些对动态要求非常严格的场合，我们如何折中考虑环路稳定性和动态响应之间的关系？有的放矢，通过明确的计算和仿真，我们的产品设计才是科学的，合理的，可靠的。
我们的目标是让产品经得起市场的检验，让客户满意，让自己放心。
一切从闭环系统的稳定性说起，在自动控制理论中，根据乃奎斯特环路稳定性判据，如果负反馈系统在穿越频率点的相移为180°，那么整个闭环系统是不稳定的。
很多人可能对这句话很难理解，虽然自动控制理论几乎是所有大学工科学生的必修课，可大部分是是抱着应付的态度的，学完就忘了。
那就再给大家讲解一下吧。
等式：V out=[Vin-V out*H(S)]*G(S)公式：Vout Vin G S ()1G S ()H S ()⋅+G(S)/(1+G(S)*H(S))就称之为系统的闭环传递函数，如果1+G(S)*H(S)=0，那么闭环系统的输出值将会无限大，此时闭环系统是不收敛的，也即是不稳定的。
G(S)*H(S)是系统的开环传递函数，当G(S)*H(S)=-1时，以S=j ω带入，即获得开环系统的频域响应为G(j ω)*H(j ω)=-1，此时频率响应的增益和相角分别为：gain =‖-1‖=1angle=tan -1(0/-1)=180°从上面的分析可以看出，如果扰动信号经过G(S)和H(S)后，模不变，相位改变180°，那么这个闭环系统就是不稳定的。
buck .doc环路分析
引言设计一个具有良好动态和静态性能的开关电源时，控制环路的设计是很重要的一个部分。
而环路的设计与主电路的拓扑和参数有极大关系。
为了进行稳定性分析，有必要建立开关电源完整的小信号数学模型。
在频域模型下，波特图提供了一种简单方便的工程分析方法，可用来进行环路增益的计算和稳定性分析。
由于开关电源本质上是一个非线性的控制对象，因此，用解析的办法建模只能近似建立其在稳态时的小信号扰动模型，而用该模型来解释大范围的扰动（例如启动过程和负载剧烈变化过程）并不完全准确。
好在开关电源一般工作在稳态，实践表明，依据小信号扰动模型设计出的控制电路，配合软启动电路、限流电路、钳位电路和其他辅助部分后，完全能使开关电源的性能满足要求。
开关电源一般采用Buck电路，工作在定频PWM控制方式，本文以此为基础进行分析。
采用其他拓扑的开关电源分析方法类似。
1 Buck电路电感电流连续时的小信号模型图1为典型的Buck电路，为了简化分析，假定功率开关管S和D1为理想开关，滤波电感L 为理想电感（电阻为0），电路工作在连续电流模式（CCM）下。
R e为滤波电容C的等效串联电阻，R o为负载电阻。
各状态变量的正方向定义如图1中所示。
图1 典型Buck电路S导通时，对电感列状态方程有L=U in－ U o （1）S断开，D1续流导通时，状态方程变为L=－U o （2）占空比为D时，一个开关周期过程中，式（1）及式（2）分别持续了DT s和（1－D）T s的时间（T s为开关周期），因此，一个周期内电感的平均状态方程为L=D(U in－U o)＋(1－D)(－U o)=DU in－U o（3）稳态时，=0，则DU in=U o。
这说明稳态时输出电压是一个常数，其大小与占空比D和输入电压U in成正比。
由于电路各状态变量总是围绕稳态值波动，因此，由式（3）得L=(D＋d)(U in＋)－(U o＋) （4）式（4）由式（3）的稳态值加小信号波动值形成。
主板Buck变换器电压环补偿网络设计
主板Ｂｕｃｋ变换器电压环补偿网络设计作者：郭奉凯郑金吾来源：《电脑知识与技术·学术交流》2008年第18期摘要：电源技术属于电力电子技术的范畴，是集电力变换、现代电子、自动控制等多学科于一体的边缘交叉技术，现今已广泛应用到工业、能源、交通、信息、航空等领域。
开关电源是整个电源技术中至关重要的部分，其中的PWM电源调整器的反馈补偿网络，是开关电源的重要研究课题，本文将针对PWM DC-DC Buck变换器电压环补偿网络设计做出了研究和应用举例。
关键词：开关电源；PWM；补偿网络；相位裕度；BUCKDesign Compensation Networks for Voltage Mode Buck RegulatorsGUO Feng-kai, ZHENG Jin-wu(College of Information and Control Engineering, China University of Petroleum,Dongying 257061, China)Abstract: PWM synchronous and non-synchronous buck regulators are used in Motherboard circuit design which have three basic blocks that contribute to the closed loop system.As buck conwertor has LC double poles which cause the system unstable,a good compensation of the system will allow for a predictable bandwidth with unconditional stability. In motherboard ,Type II or Type III compensation network can properly compensate the ing the simulation software can get BODE plot which provide all the information of phase margin, bandwidth and system gain.Keywords: Switching power supply; PWM; Compensation net; Phase margin; BuckBuck型电压变化器是计算机主板电路中最主要的应用形式。
buck 环路补偿 计算
Buck环路补偿是电力电子转换器设计中的一个重要概念，特别是在设计高效率的Buck转换器时。
它涉及到控制环路的稳定性和性能。
在这个问题中，我们将讨论如何计算Buck环路补偿。
首先，我们需要理解Buck转换器的工作原理。
Buck转换器是一种降压转换器，其基本工作原理是通过开关元件（通常是MOSFET）的周期性开关，将输入电压转换为输出电压。
在这个过程中，控制环路的任务是保持输出电压的稳定。
然而，由于电路中的电感和电容等元件的存在，控制环路可能会受到各种因素的影响，导致系统不稳定。
为了解决这个问题，我们需要引入环路补偿。
环路补偿的目的是改善控制环路的性能，使其能够更好地跟踪参考信号，从而保持输出电压的稳定。
环路补偿的计算通常涉及到系统的开环传递函数和闭环传递函数。
开环传递函数描述了没有控制器的情况下，系统对输入信号的响应。
闭环传递函数则描述了有控制器的情况下，系统对输入信号的响应。
通过比较这两个传递函数，我们可以计算出需要添加的补偿。
具体的计算方法通常涉及到一些复杂的数学公式，这里我们只给出一个简化的例子。
假设我们的Buck转换器有一个二阶的控制环路，其开环传递函数为：G(s) = K * (1 + T * s) / (s^2 + 2 * T * ω_n * s + ω_n^2)其中，K是开环增益，T是时间常数，ω_n是自然振荡频率。
闭环传递函数为：G_cl(s) = G(s) * C(s)其中，C(s)是控制器的传递函数。
我们的目标是找到一个补偿C(s)，使得闭环系统的相位裕度和增益裕度满足要求。
这通常需要通过计算机辅助设计软件或者试错法来完成。
总的来说，Buck环路补偿的计算是一个复杂的过程，需要对电力电子和控制系统理论有深入的理解。
但是，通过正确的设计和优化，我们可以使Buck转换器达到更高的效率和更好的稳定性。
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Compensator Design - Voltage-Mode Buck - CCM
Enter parameters in shaded cells PCM1 Frequency Compensation Parameters
Version 0.2
Vin (V)
30Error Amplifier
Revision date: 25 june 2018Vout (V)
12Reference Voltage Vref (V) 1.25Modulator
Load Current Iout (A)
4Bottom Feedback Divider Rfbb (Ω) 2,256 D = 0.4000
Switching Frequency Fsw (kHz) 100Top Feedback Divider Rfbt (Ω) 19,400Rout = 3.00Swtooth wave peak Vosc (V)
1.25Target Loop Bandwidth Fc (kHz) 20.00Gdb=-25.2455
Output Inductor L (μH)90.0Gp(°)=-156.6050Output Capacitor Cout (μF)336G = 18.292
Output Capacitor ESR (mΩ)
10.0
穿越频率 (kHz)20.00
46.00相位余量( ° )
60
1.11781.3546
Frequency Compensation Method Type ⅢR1(Ω)R2(Ω)R3(Ω)C1(F)C2(F)C3(F)19,400.0
23,509.7
483.2
1.508E-10
6.056E-09
7.161E-09
Crossover Frequency (kHz)
20.42Phase Margin ( ° )
59.70° Frequency (kHz) 10000.0Gain Margin (dB)
100.2
极点频率(kHz)fp=零点频率(kHz) fz=原极点频率(kHz) fp0=30
6090120
150180
-20
020********
100
1,000
10,000
100,000
1,000,000
P h a s e (d e g )
G a i n (d B )
Frequency (Hz)
Error Amplifier Gain/Phase
Vout to Vcomp
-90
-60-30
03060
90120
150-60
-40-20
02040
6080
10010
100
1,000
10,000
100,000
1,000,000
P h a s e (d e g )
G a i n (d B )
Frequency (Hz)
Control Loop Gain/Phase
-180
-150-120
-90-60-30
0-60
-40
-200204010
100
1,000
10,000
100,000
1,000,000
P h a s e (d e g )
G a i n (d B )
Frequency (Hz)
Modulator Gain/Phase
Vcomp to Vout
Error Error Pmod1 Modulator Modulator Amplifier Amplifier Loop Loop Frequency Find Modulator Loop(10Hz) frequency frequency Gain Phase Gain Phase Gain Phase Increment Crossover Find 0°Phase Gain (Hz)(rad/sec)(dB)(deg)(dB)(deg)(dB)(deg)From Fsw Frequency Frequency(deg)(dB) 1.00E+00 6.28E+0027.60.062.690.190.290.160.01000000010000000#DIV/0!261.348473 1.02E+00 6.43E+0027.60.062.490.190.090.159.91000000010000000#DIV/0!260.948463 1.05E+00 6.58E+0027.60.062.290.189.890.159.81000000010000000#DIV/0!260.548452 1.07E+00 6.73E+0027.60.062.090.189.690.159.71000000010000000#DIV/0!260.148441 1.10E+00 6.89E+0027.60.061.890.189.490.159.61000000010000000#DIV/0!259.74843 1.12E+007.05E+0027.60.061.690.189.290.159.51000000010000000#DIV/0!259.348419 1.15E+007.21E+0027.60.061.490.189.090.159.41000000010000000#DIV/0!258.948407 1.17E+007.38E+0027.60.061.290.188.890.159.31000000010000000#DIV/0!258.548395 1.20E+007.55E+0027.60.061.090.188.690.159.21000000010000000#DIV/0!258.148383
电压模式Buck 补偿. 25 june 2018.
TI 设计工具的基础上做了一些修改.
Buck 电压模式，后续将持续加入其它模型.K Factor 法更加灵活。
Vosc 错用为Vref
Fz(Zero) Frequency
(Hz)
-39764.98 -39764.86 -39764.74
-39764.62
-39764.5 -39764.37 -39764.24 -39764.11
-39763.97。