开关电源峰值电流模式次谐波振荡研究
由于次谐波振荡频率为开关频率的1/2,因此在1/2开关频率处的电压环路增益将直接影响电路的稳定性。现推导图1的电压环路增益,在误差运放输出端叠加斜坡补偿后,设误差电压从△Vc变为△Ve,从而可推出△Vc与△Ve的关系,如式(4)所示。由式(3)和(4)可得式(5),在稳态时可推出式(6),将式(6)代入式(5)消去m1,得式(7):本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/181153.htm
式中:m为下斜坡斜率;2表示次谐波振荡周期是开关频率的2倍。
从图4可以看出△IL是周期为2T的方波,则第1个次谐波振幅应乘以4/π。假设负载电容为C,则从误差运放输出端到电源输出端的小信号电压增益为
设误差运放电压增益为A,则电压外环环路增益为
由环路稳定性条件可知:在l/2开关频率处,环路相位裕度为零,此时若环路增益大于l,系统就会发生次谐波振荡,因此误差运放的最大增益为:
(8)
由式(8)可以明显看出,误差运放的最大增益是占空比D和斜坡补偿斜率m的函数,归一化的误差运放最大增益与D和m的关系如图5所示。可以看出:m=O(无补偿)时,由于运放增益不能小于O,当占空比大于或等于50%时,系统就会出现次谐波振荡;m=一m2/2时,D=100%才出现次谐波振荡,但在实际电路中D100%时就会出现振荡;m=一m2时,误差运放最大增益与占空比无关。当继续增大m时,对环路的稳定性影响不大,但过补偿会影响系统瞬态响应特性。
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