電源設計小貼士:改善負載瞬態(tài)響應

圖1大大簡(jiǎn)化的控制結構圖顯示了兩個(gè)環(huán)路
結構圖中共有兩條反饋通路:一條通過(guò)積分器,其輸出與參考電壓比較;另一條將積分電路輸出與輸出電壓比較。模塊的頻率響應顯示在圖2中。藍色曲線(xiàn)代表功率級響應,您可能沒(méi)有足夠多的修改靈活性。負載電阻由輸出電壓和電流設置,而濾波器電容取決于噪聲要求、開(kāi)關(guān)頻率和瞬態(tài)負載要求。
在電源的光耦合器和電流模式控制部分,您的確可以通過(guò)增益實(shí)現一定的控制。紅色曲線(xiàn)是輸出電壓到功率級輸入的響應。利用補償積分電路,在對電源進(jìn)行補償的程度方面您會(huì )受到一定的限制。在高頻率下,Vout 到功率級輸入的增益等于 1。您唯一的選擇是在哪里放置零。其由積分電路變?yōu)?1 的位置決定。圖2中,補償零與總單極衰減的功率級極一致。請注意,由于補償增益為 1,因此電源的交叉頻率由功率級本身的 0 dB 交叉設置。

圖2連接誤差放大器為一個(gè)1型積分電路限制帶寬
很多時(shí)候,積分電路并不會(huì )為要求瞬態(tài)響應提供充足的帶寬。一種簡(jiǎn)單的改進(jìn)方法是將 1 型誤差放大器布局轉變?yōu)?2 型。2 型增加了一個(gè)與積分電容串聯(lián)的電阻,之后增加一個(gè)并聯(lián)高頻電容,以用于二極、一零頻率響應。圖3顯示了 2 型放大器的更新頻率響應。這種情況下,首個(gè)零時(shí)我們并沒(méi)有被限于 0 dB 增益,并且我們還可以設置 10 dB 增益。這樣就允許將交叉頻率(兩條曲線(xiàn)的和等于 0 dB)從 2 kHz 增加到 6 kHz。另外,需要注意更高頻率特性。我們在交叉頻率以上放置了一個(gè)極,以降低電源的噪聲敏感度。正如簡(jiǎn)單積分電路中一樣,通過(guò)補償部分的增益絕不會(huì )降低至 0 dB 以下?! ?/DIV>


圖3 2型補償器提高了帶寬
由 2 型誤差放大器實(shí)現的更高交叉頻率改善了瞬態(tài)負載響應。圖4顯示了利用兩種具有圖2-3所示頻率響應特性的設計帶來(lái)的改善狀況。電路在 P-Spice 中得到仿真,并且兩個(gè)電路均使用同樣的負載階躍。如我們預料的一樣,3 到 1 的帶寬提高轉換為 3 到 1 的輸出電壓波動(dòng)減小。

圖4 2型誤差放大器產(chǎn)生3到1瞬態(tài)階躍負載的改善狀況
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