正激式开关电源输出滤波特性的分析与仿真

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1、通往电．潦】

2、：2010年1月25日第27卷第1期TelecomPowerTechnologyJan．25，2010，Vo1．27No．1文章编号：1009—3664(2010)01—0023—02拜瓤开发_l_’正激式开关电源输出滤波特性的分析与仿真刘谈平，王召巴，吕娟(中北大学，山西太原030051)摘要：文中对正激式开关电源的输出ICR组合滤波特性进行了深入分析，在比较分析以往一些相关研究的基础上，从时域和频域计算仿真了LCR组合滤波器的功能性能以及关键零点频率，以指导变换器环路补偿设计。关键词：正激；幅频特性；相频特性；等效串联电

3、阻中图分类号：TN86。TM461文献标识码：ATheAnalysisofOutputFilterCharacteristicforForwardConverterLIUTan—ping，WANGZhao-ba，LVJuan(InformationandCommunicationEngineeringCollege，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：ThispaperanalyzesoutputI~Rfiltercharacteristicdeeplyforforwar

4、dconverter，makeasimulationmodeltOverifyitandsomecalculation．Somecommontheoryfromtextbooksandpapersareamendedtoguidetheloopcompensationdesignofconverter．Keywords：forward；amplitude~frequencycharacteristics；phase—frequencycharacteristics；ESR0引言性将出现非预期的结果。1正激式变换器输出滤波特性的常规理论与开

5、关电源和电力电子变换器的工作，要求输出参存在问题数在输入参数和输出负载变化的情况下保持稳定，并且不受其他扰动的影响，南于整个控制环路中有非线在正激式变换器中，由于变压器初次级同名端同性元件，会引起响应与输入之间的相移，因此设计中一时输送能量的原因，输出需要配置电感与电容形成LC个非常重要的方面就是对整个电源的控制环路进行补滤波器。由于常规电解电容中存在的等效串联电阻偿，电源的很多输出特性都与控制环路的设计优劣息(ESR)的影响，整个输出滤波频率相应会出现一个额息相关l1】【，如在各种工况下的输出稳定性、输入与输外的零点频率，这个零点频率的

6、两端将是一40dB／dec出负载剧烈变化下的瞬态响应[3]、以及抵抗各种噪声、和一20dB／dec的幅频特性斜率，环路补偿设计必须电磁干扰的能力。可以说控制环路补偿设计与磁设计根据这个输出滤波特性进行相应的补偿设计。是开关电源和电力电子变换器设计的核心，也是难点，在以往的一些文献中(图1)，给出了对常规LC输文献[4][5][6]中有一些设计指导原则和示例。出滤波特性的简要分析和确定各个频率拐点的公式，因此，要求设计者对整个环路中的各个环节进行1首先出现Lc滤波的特征频率拐点，在频率响应分析和环路补偿设计，只有分析清楚环路中7r、／LL／

7、的每一个细节可能引起的幅频、相频转移特性的变化，此频率之后幅频特性以一40dB／dec的斜率下降，相才会在调试中清楚调整每一个元件参数可能引起的电频特性则向一180。相移。之后随着频率越来越高，并源特性的变化。一般来说，整个环路中可能引起相频联电容的阻抗越来越小，电容的等效串联电阻开始在特性明显变化的地方只有两处，一处是输出滤波环节，p滤波特性中表现逐步明显，当频率增高到另一处就是误差放大补偿环节。深入分析清楚输出滤波环节，才能够准确无误地设计好需要的补偿环节，达时，此时R。=2zr-feL，相位提高45。。当频率继续升到预期的设计要求。

8、反之如果输出滤波环节分析不高，输出滤波电路变为LR电路l_8]，斜率转变为按一20准，会误导出错误的补偿环节设计，整个产品的控制特dB／dec衰减，相移趋向滞后90。。但是实际设计中发现，由于等效串联电阻很小，收稿日期：20{}9—08—27D作者简介：刘谈平(1976一)，男，博士，山西省I】盏县人，中北大学，fe=并不会在一40dB／dec斜率的折线上出现，二7【1从事功率电子电路与开关电源的理论研究与产品开发。王召巴(1967一)，男，教授，博士生导师，中北大学，主要研究方决定从一40dB／dec斜率转折到一20dB／dec斜率的向

9、为无损检测、测试技术、多维信息获取、处理与重构技术。p零点频率不是／sr，而是fesr1。吕娟(1982～)，硕士，山西省太原市，中北大学，从事信息检测技术方面的研究。CiL馋电潦技术2010