SABER中雙管控制環(huán)路電路結構

SABER可以說(shuō)是目前電源設計當中最為強大的仿真軟件，很多電源的設計都依賴(lài)于SABER來(lái)進(jìn)行仿真。本文將為大家介紹一種利用SABER對雙管正激參數及控制環(huán)路進(jìn)行仿真時(shí)的電路結構設計。

雙管正激變換的好處在于，在較高的輸入場(chǎng)合中其要比單管正激變換擁有更高的電壓應力承受能力，因此被大面積應用在大功率場(chǎng)合中。在開(kāi)關(guān)電源的設計過(guò)程中，控制環(huán)路設計的優(yōu)劣關(guān)系到系統的穩定與否。因此優(yōu)良的控制環(huán)路，對開(kāi)關(guān)電源系統是至關(guān)重要的。對于PWM變換器的控制環(huán)路，傳統的方法使用狀態(tài)空間平均法，求出小信號模型，來(lái)設計控制環(huán)路。此方法計算量大，效率低，不利于工程應用。

高效的方法是用仿真軟件得出電路開(kāi)環(huán)BODE圖來(lái)設計控制環(huán)路。市面的仿真軟件非常多，功能也很強大，如Matlab、Pspice等，然而Pspice軟件的收斂算法不好，帶來(lái)了非常多的不便;Matlab軟件建模復雜，其補償器為傳遞函數或狀態(tài)方程，需利用電網(wǎng)絡(luò )理論轉化為具體的電路，諸多不便。

電路結構

雙管正激拓撲結構如圖1所示，工作原理為：VT1、VT2同時(shí)導通，同時(shí)關(guān)斷;VT1與VT2導通時(shí)，電源經(jīng)高頻變壓器T，快恢復二極管VD3向負載輸出能量，經(jīng)L給C充電;VT1與VT2關(guān)斷時(shí)，輸出電流由快恢復二極管VD4續流，同時(shí)變壓器原邊繞組的勵磁電流經(jīng)VD1-UiN-VD2向電源反饋能量。由于VD1與VD2的箝位，VT1與VT2的開(kāi)關(guān)應力等于電源電壓。與單管正激電路相比，多用一個(gè)開(kāi)關(guān)管，電壓應力為單管的一半，不存在漏感尖峰，變壓器無(wú)需磁通復位繞組，適用于較高輸入電壓的中、大功率等級場(chǎng)合。

控制環(huán)路的設計方法

系統穩定的條件：系統回路開(kāi)環(huán)BODE圖，在剪切頻率處幅值斜率為-20dB/dec，且至少有45°的相位裕度。

控制環(huán)路的設計步驟：

根據應用要求設計主電路。

由SABER仿真器得出主電路的BODE圖。

根據實(shí)際要求和限制條件確定剪切頻率ωc，對電源產(chǎn)品，剪切頻率通常為開(kāi)關(guān)頻率的1/4或者1/5。

根據系統穩態(tài)精度的要求及剪切頻率決定補償放大器的類(lèi)型和各頻率點(diǎn)。使低頻段增益高，一般電源產(chǎn)品的低頻段設計成I型系統，以保證穩態(tài)精度;中頻段帶寬處的斜率為-20dB/dec，且有足夠的相位裕度(即y>45°);高頻段增益衰減快，減少高頻干擾;用SABER得出補償后環(huán)路的開(kāi)環(huán)頻響曲線(xiàn)，驗證系統的穩定性。

SABER之所以能夠成為目前應用最為廣泛的仿真軟件，主要是因其豐富的元件庫與精確的仿真能力。不過(guò)從應用情況來(lái)看，SABER應用在雙管控制環(huán)路上的情況并不多見(jiàn)，因此本文所提到的內容是非常具有參考價(jià)值的。