电压电流闭环传递函数

电压电流闭环传递函数
电压外环设计
电压环控制框图如下。

uo*
uo
Gv
G ’i (S)
(1/SC+Rs)//R
i L *
i L
图8 电压环控制框图
设计电压环时，我们也希望将其开环特性设计成如下曲线。

曲线2Magnitude （dB ）
-40dB
-20dB -40dB
A B
Wci
曲线3-40dB
-20dB -40dB
C D
Wci
图9 计划所要设计的电压环（曲线3）
上图中，曲线3为我们设计所要达到的电压环特性曲线，尽量做到D 点所对应的频率小于A 点所对应的频率。

为在设计电压环之前，先看一个问题，由之前的电流开环可求出电流闭环传函，
)(1)
()('s G s G s G io io i +=
，其伯德图如下。

-80-60-40-200
20M a g n i t u d e (d B )10
4
10
5
10
6
10
7
10
8
-180
-135-90-450P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Gm = Inf dB (at Inf rad/sec) , P m = 42.3 deg (at 1.43e+006 rad/sec)
Frequency (rad/sec)
图10 电流闭环传函伯德图
实际上在B 点之前，对于电压环而言，电流环等效于增益为1、相角为0的环节，这样，在设计电压环时，便可对电流闭环作一简化，将其等效为一比例环节，增益为1。

电压环未加入补偿时,不考虑电感电阻、电容电阻、负载电阻时，电路开路传函为 sC
G vo 1=
可推测补偿网络传函形式：)1()1(
2
1
++=p p v w s s w s
k G ，具体参数需要通过
Saber 仿真，观察输出电压和电感电流波形找到满足电路输出要求的参数。

在这里，取s rad w s rad w p p /1000,/10021==。

作出该补偿网络的幅频与相频特性曲线图。

图12 电压环补偿网络传函伯德图
加入补偿网络后，整个电路系统的开环传函vo v G G s G )(，其特性曲线如下。

图13 系统总的开环传函
Buck 变换器双闭环电路Saber 仿真
双闭环电路Saber 仿真图如下，设定以上设计的主电路参数以及控制电路参数。

电压给定阶跃信号：4.6-5.3V
图14 Buck双闭环电路Saber仿真模型
图15 输出电压波形、电感电流跟踪比较波形。