基于 BUCK 电路电压模式的反馈环路设计实例

《基于 BUCK 电路电压模式的反馈环路设计实例》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、非著名电源工程师黄帆2009年度震撼发布基于BUCK电路电压模式的反馈环路设计实例（缩略板）——一个28V输入12V/4A输出的电源■这篇文章讲什么？ò主要讲环路稳定设计，或者说怎么算误差放大器的参数，略带buck电路的其他方面。■为什么要讲环路设计？ò当我还是一个电源初学者的时候，环路设计部分让我很头痛，因为能找到的所用中文资料里，几乎没有教如何设计的。再具体地说是如何计算反馈误差放大器的参数。忘记在哪听到“工程师和技术员最本质的区别就是计算能力，工程师有，技术员没有！”妈的，刚毕业的时候，《自动控制理论》学了，《电力电子》学了，一个“简单”开关电源的环

2、路都不会设计，怎么说，怎么觉得有点郁闷。于是开始买书，狂买，现在市面上买的，所有老外出的，有关开关电源的，都买了。有的书也确实提到了环路稳定性设计，单大都一带而过，看了半天，心里总还是存在很多疑问！便开始动手仿真身边的电源，仿真的结果是不稳定的，但事实上电源是稳定的，问题出在了哪里？不知道！唉~，烦……■既然老外都没讲明白，那电源网上cmg老师怎么老是什么极点，零点，是不是扯淡？ò刚开始我也这么想，后来知道可以用网络分析仪来测。插一句，我们公司目前有一台安捷伦18万的网络分析仪，只有一个射频工程师会用，想去找副总去开借条，摆弄一下，他说“你们用这个干什么？

3、用坏了怎么办？”shit！没有网络分析仪，只能搞仿真了，因为仿真软件里有，再也不用去找他开借条了。■那你就自己靠仿真研究明白了？ò我又不是神童，那么多研究的人都没搞明白我怎么能搞懂！■那你到底搞没搞懂啊？ò搞技术的难免看英文资料，而英文资料里最好的就是他们会写上“参考文献”，我可以顺藤摸瓜，找到很多有价值的资料。就在今年年初，我发现了宝书《SwitchModePowerSupplies:SPICESimulationsandPracticalDesigns》，本文的例子也源自书上，主要的目的也是验证仿真是否准确。■结果呢？是否准确？ò准确！■这么准确？是不

4、是可以取代试验了？ò再用仿真软件入门指出看到很多关于仿真的争论，我的观点是，只要模型准确，仿真方法正确，就一定能得到准确的结果。然而有一些电路没有模型，如果自己没有建模的水平，所以只能靠做实验了。随着技术的发展，模型也会越来越完善，仿真能仿的电路也一定会越来越多，我认为仿真对初学者理解电路有非常大的辅助作用，当然仿真也不是万能的。■好书的特点是什么？ò从基本感念和基本定理讲起，而不是用到的时候突然出现一个公式，你也不知道这个公式是在哪来的，对不对。相对而言赵修科老师的《开关电源中的磁性元器件》就要比其他中国作者的书好的多！我也希望这篇文章能够成为一篇对大多

5、数中国电源工程师有帮助的文章。但本文需要有开关电源的基本知识和必要的自动控制理论知识。国庆就要到了，这也算我这个屁民，为伟大的中华屁民共和国献礼之作吧，三聚氰胺也别光给我们屁民吃，我也为伟大祖国“献上一杯牛奶，煮上两个鸡蛋”。作者：黄帆2009-08-27深圳宝安一农民房一、要求电压输入范围:：20~30V额定输出电压：12V输出纹波：125mV（1%）电压跌落：250mV（最大，I=200mA～3A（1μs内））out最大输出电流：4A开关频率：100kHz输入电流最大纹波：30mA（峰峰值）二、参数计算选择占空比V12outD===0.4minV30i

6、n,maxV12outD===0.6maxV20in,min电感的选择应该按，最高电压、最小占空比diu=Ldt(V−V)×Tin,maxoutonL=δ×Iout,max如果去δ=10%(30−12)×4L==180μH0.1×4最大负载时的峰值电流δI=I+I=4+0.05×4=4.2Apeakout,maxout,max2电容要满足低阻抗并且具有高温工作能力，ESR值随温度有剧烈改变。这个ESR和电容值一起决定了零点，并且影响反馈放大器的设计。为了满足规格书250mV（最大，I=200mA～3A（1μs内））的规定outdui=Cdt其相量形式为..

7、I=jωCU所以.IC=.jωCU所以需要穿越频率的带宽ΔIoutf=c2πCΔVoutout上式中，ΔI下冲电流，ΔV电压过冲，f穿越频率outcc如果假定穿越频率为10kHzΔV250moutZ===89mΩcΔI2.8out原则上为了留有设计余量，电容的阻抗按1/3计算阻抗选取根据上面计算结果，我们可以在Rubycon公司的ZL系列，16V中选取以下规格：C=330μF。I=760mA@T=105CC,rmsA。R=72mΩ@T=20CESR，lowA。R=220mΩ@T=−10CESR，lowA电容ESR的阻抗应小于输出电容在穿越频率处的阻抗11=

8、=48mΩ2πfC6.28×10k×330cout22⎛1⎞22Z