DC_DC变换器快速动态响应分析.pdf

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1、第41卷第1期电力电子技术Vol.41,No.12007年1月PowerElectronicsJanuary,2007DC/DC变换器快速动态响应分析华晓辉112,林维明,熊代富（1.福州大学，福建福州350002；2.伊博电源杭州有限公司，浙江杭州310053）摘要:下一代微处理器及其数字信号处理工作速度越来越快，因此对其电源的低输出电压和动态响应提出了更高要求。本文以Buck同步整流电路为例分析了影响系统动态响应的滤波装置和控制电路的特点；设计了Buck同步整流电路并研制出了样机。最后给出的实验结果证明，系统从半载到满载和从满

2、载到半载的跳变再到输出稳定的时间不到40μs,满足了快速动态响应要求。关键词:变换器；整流；电源/动态响应；控制环路设计中图分类号:TM46文献标识码:A文章编号:1000-100X（2007）01-0083-02AnalysisofFastTransientResponseinDC/DCConvertors1，LINWei-ming1，XIONGDai-fu2HUAXiao-hui（1.FuzhouUniversity，Fuzhou350002，China；2.BelPower（Hangzhou）Co.，Ltd.，Hangzho

3、u310053，China）Abstract:ThelowoutputvoltageandfasttransientresponsearerequiredinnextgenerationoftheDC/DCpowersupplyduetothefasterandfasteroperationspeedofthemicroprocessorandDSPs.Thecharacteristicsoftheoutputfilterandcontrolloopareanalyzedinthisarticle.Finallythesynchr

4、onousrectifying（SR）Buckprototypeisbuiltup，andtheexperimentalwaveformshowedthattheconvertertakesnomorethan40nstocomebacktothestability，whentheoutputcurrentrisesfromhalfofloadtofullloadordropsfromfullloadtohalfofload，sotheexperimentalresultprovedthattheprototypehasagood

5、specialityoftransientresponse.Keywords:converter；rectifying；powersupply/transientresponse；controlloopdesign1引言要求则还受控制电路、控制方法的制约。随着微处理器运算速度的提高，其供电电源必须具有低电压大电流、极高的输出电流变化率和极小的电压变动范围等性能特点。例如，当电脑电源从睡眠模式转变为开机模式时，其输出电流必然发生重大跳变，系统至少需要一个开关周期的时间才能恢复稳态。为了缩短这一周期，电源必须具有快速的动态响应性能。提

6、高动态响应的方法有很多，图1Buck同步整流电路许多芯片制造商为了方便用户，将MOSFET管和内图中Lo，Co———输出电感和输出电容Leq，Req———等效串联电感和等效串联电阻部补偿电路集成在一起，用户只需根据制造商提供滤波装置寄生参数对系统动态响应存在影响[1]：的参考值来选取外部滤波元件，大大缩短了设计时间且无需掌握太多的电源基础知识。然而，制造商ACL=Uo1+s（f）RCCo（1）D1+s（f）!RcCo+RoRLCo+Lo"+s（f）2LC#Ro+RC$R+RR+RooR+R并未提供内部补偿装置的零极点状况，况且电源

7、模oCoLoL块需要适应各种新的动态情况，因此提高变换器的2.1开关时间位置动态响应速度已成为电源设计的一个研究热点。输出电压的动态响应取决于其发生跳变时开关2影响系统动态响应的参数所处的时间位置。如果负载电流Io发生负跳变，则图1示出Buck同步整流电路，其电路拓扑结Lo过多的能量被释放到Co上。最坏的情况就是跳变构及其元件参数决定了系统的动态响应。电感值Lo发生在开关导通时间的末期，此时电感电流iL为最决定系统对负载电流变化率的跟踪能力，Lo，Co共同大即电感存储能量最大，!uo也最大；反之当Io正跳决定系统处于稳态时的输出电

8、压纹波!uo及负载快变发生在开关周期的末期，产生的动态变化也最大。速变化时的电压波动范围。系统动态系统能否满足2.2输出电容距离负载位置Co距离负载的位置见图1，当输出发生!io的跳定稿日期:2006-05-26作者简介:华晓辉(1980-),男,