利用改進(jìn)型CCM小信號模型預測UCC289X有源鉗位正向
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摘要
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/185417.htm本文中，我們利用連續電感器電流條件下有源鉗位正向轉換器的峰值電流模式(PCM)改進(jìn)型小信號模型，預測UCC289X應用的實(shí)際環(huán)路穩定性。為了驗證計算結果的有效性，我們通過(guò)實(shí)際測量基于UCC2897 EVM樣機，并建立UCC2897A仿真模型來(lái)進(jìn)一步證明。其結果表明，基于改進(jìn)型小信號模型的計算結果也可以精確地預測實(shí)際環(huán)路穩定性。
1、 引言
隨著(zhù)電源可靠性評估的不斷發(fā)展，使用特定環(huán)路分析儀器進(jìn)行環(huán)路穩定性測試成為目前唯一必不可少的要求。但是，在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中，工程師們常常在環(huán)路穩定性功能調試上面花費太多的時(shí)間。例如，使用有源鉗位轉換器時(shí)，我們總是會(huì )碰到環(huán)路穩定性問(wèn)題，因為很難在大信號負載動(dòng)態(tài)和小信號環(huán)路穩定性之間實(shí)現一種較好的平衡，特別是在峰值電流控制模式下更是如此。在大信號負載動(dòng)態(tài)優(yōu)化方面，MOS電壓應力有巨大的影響力。為了獲得較好的優(yōu)化，工程師們通常會(huì )花費大量的時(shí)間重復調試環(huán)路穩定性。
由于其小信號模型并不準確，因此對于這種計算方法是否適用于實(shí)際測量存在爭議，但是如果可以得到準確的小信號模型，則這個(gè)問(wèn)題便可以迎刃而解。
本文的目標是建立一個(gè)計算平臺，根據UCC289X應用所使用有源鉗位正向轉換器的改進(jìn)型CCM小信號模型來(lái)驗證環(huán)路穩定性。圖1顯示了實(shí)際EVM驗證舉例，另外，本文還將為你提供許多比較數據。最后，經(jīng)過(guò)證明，使用UCC289X應用時(shí)，環(huán)路穩定性計算對于開(kāi)發(fā)期間的實(shí)際設計和調試都非常有用。
圖1 基于EVM的原理圖
2、 功率級傳輸函數計算
請參見(jiàn)圖1所示原理圖的BOM。下表列出了功率級參數。
功率級參數的定義 | 參數 | 數值 |
輸入與輸出規范 | ||
輸入電壓 | Vin | 48 |
輸出電壓 | Vo | 3.3 |
輸出電流 | I負載 | 30 |
變壓器匝比（Ns/Np） | N | 0.1667 |
電源轉換效率 | 0.9 | |
最大占空比設置 | Dmax | 0.65 |
運行時(shí)間 | T | 4u |
輸出級參數 | ||
輸出電感 | L | 2u |
輸出電感的等效電阻 | RL | 5m |
輸出電容（兩個(gè)并聯(lián)330u） | C | 660u |
輸出電容ESR | Rc | 5m |
一次諧振參數 | ||
磁化電感 | Lm | 100u |
諧振電容 | Cc | 40n |
Fsw下的等效有源電阻 | Rw | 1 |
一次側電流檢測電路參數 | ||
檢測電阻 | Rs | 4.64 |
電流電感器 | Nt | 100 |
UCC289X斜率參數 | ||
電阻1的斜率補償 | Rslope | 158K |
電阻2的斜率補償 | Rf | 1.82K |
求解工作占空比為：
輸出負載計算得到：
等效主檢測電阻為：
求解mc為：
由前面的一些參數，可使用MathCAD或者模擬軟件繪制出該傳輸函數的波特圖和相位特性圖
其中：
對于UCC289X應用來(lái)說(shuō)，系數KC由內部分電阻器決定;它被設置為0.2，則控制到輸出傳輸函數的最終功率級傳輸函數為：
圖2顯示了計算結果：
圖2 控制到輸出傳輸函數的波特計算
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