2.4.3补偿器的传递函数GC?S?设计
补偿器
补偿器的传递函数为:Gc?S???1?sR2C1??1?s?R1?R3?C3?R2C1C2????sR1?C1?C2???1?s???1?sR3C3??C1?C2?(2-7)
有源超前-滞后补偿网络有两个零点、三个极点。 零点为:fZ1?111?206.81Hz,fZ2??
2?R2C12??R1?R2?C32?R1C3 (2-8)
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极点为:fp1为原点,fp2?11,fp3?RCC2?R3C32?212C1?C2
(2-9)
频率fz1与fz2之间的增益可近似为:AV1?R2 R1R2?R1?R3?R2 ?R1?R3R3fs?12KHz 5在频率fp2与fp3之间的增益则可近似为:AV2?考虑达到抑制输出开关纹路波的目的,增益交接频率取:fg?开环传递函数Go?S?的极点频率为:
fp1,p2?12?LC?12?3.14?2.021?10?1.65?10?4?3?275.75Hz
(2-10)
将Gc?S?两个零点的频率设计为开环传递函数Go?S?两个相似极点频率的
1, 2则fZ1?fZ2?11fp1,p2??275.75?137.88 22将补偿网络Gc?S?两个极点设为fp2?fp3?fs?60KHz以减小输出的高频开关纹
fp2fZ2R2R2波。AV ???Gj2?fg??1.5141,AV?G(j2?fg)?1c2CfgR1fgR3先将R2?10000?取值,根据公式可推出:
R1?6.6045e?003,R3?15.1689 (2-11) C1?1.1549e?007,C2?2.6526e?010,C3?1.7487e?007
1.337e?006s2?0.002313s?1Gc?S??
5.367e?015s3?4.051e?009s2?0.0007645s计算过程通过matlab再根据闭环传递函数,绘制伯德图,得到相角裕度。 补偿器伯德图为:
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加入补偿器之后:
2.5 闭环系统仿真
2.5.1 Buck变换器闭环仿真参数及指标 所用的参数指标为: 1.输入直流电压(Vin):55V
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2.输出电压(Vo):22V
3.输出电压纹波峰-峰值:Vpp≤55mV 4.负载电阻:R=2Ω
5.电感电流脉动:输出电流的10%,开关频率(fs)=60kHz
6.BUCK主电路二极管的通态压降VD=0.5V,电感中的电阻压降VL=0.1V,开关管导通压降VON=0.5V,滤波电容C与电解电容RC的乘积为75μΩ*F
7.采用压控开关S2实现80%的额定负载的突加、突卸,负载突加突卸的脉冲信号幅值为1,周期为0.012S,占空比为2%,相位延迟0.006S 2.5.2 Buck变换器闭环仿真电路原理图
闭环仿真原理图
2.5.3 Buck变换器的闭环仿真结果与分析
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