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  产品 方案

DC-DC电源中前馈电容的选型剖析

来 源:  时 间:2021-10-27

电源是现代 电子产品 必不成 缺的模块,现今大少数 的通用电源芯片都市提供如下图所示的反应 引脚,便于客户运用 反应 电阻完成 所需的输入 ,简化设计并浪费 调试时间 。可是 通用化也从基础 上制约了转换器的带宽及瞬态照应 才干 。这种情形 下,设计师可以经过 运用 前馈电容在一定水平 上对此举行 改善。

 

 

 

 

本次对前馈赔偿举行 基本 先容 ,以利便 设计职员 选择适宜 的前馈电容,以抵达 优秀 的产品 功用 。

前馈电容的浸染

 

稀有 的可调电源电路如下图所示。

                                                          可调电源电路

 

A(s)为电源系统 的开环增益,为利便 讨论色多多视频app安卓无限观看假定A(s)里已经征求 了输入 电容、负载等其他成分 的浸染 。

上述电路在不运用 前馈电容CF时的输入 电压为




其中,β为反应 系数。其环路增益为

可见,经过 调治分压电阻虽然可以改动 输入 电压OUT,但同时也使得G(s)的带宽变窄。

合理地运用 前馈电容可以提升电源的带宽及照应 速率 ,此时环路增益为


由此可得,CF其实不 改动 DC输入 ,而是为系统 引入了一对低频零点fz和高频极点fp。零点会使相位裕量增添 ,极点则好转 相位裕量,使零点与极点尽管 远离才干 取得 更多的相位裕量。但CF引入的零极点对的距离 在对数坐标里是牢靠 的,因为

据此可确定,前馈电容在R1/R2越大时作用越显着 ,在R1=0时不发作 作用。而在R1/R2确定的位置 ,需求 合理地选择前馈电容CF

 

前馈电容的选择

 

为了统筹 系统 的带宽和相位裕量,经过 以下顺序 可以取得 最优化的前馈电容容值

1. 在没有前馈电容的情形 下测得系统 的穿越频率fc

2. 选择的前馈电容引入的零点和极点,使其知足


化简为:

 

案例剖析

在某种运用下将SY8513设置 成5V输入 ,运用 电阻R1=105kΩR2=20kΩ,此时β=0.16

运用 环路剖析 仪,在没有前馈电容的情形 下测得系统 的环路增益曲线,如下所示。


 

                                          SY8513没有前馈电容时的环路曲线

可见此时系统 的穿越频率为fc=34.8kHz,盘算取得 最优的前馈电容CF=109pF,色多多视频app安卓无限观看理想 运用 较为接近 的110pF

此外,在没有前馈电容时,该设置 下的相位裕量仅为27º

在没有前馈电容的设置 形状 ,举行 负载瞬变照应 实验 ,当负载从1A跳变至3A时,输入 电压最大存在340mV偏移。


                           SY8513没有前馈电容时的负载瞬变照应

而运用 110pF前馈电容后的环路增益曲线如下所示,可以看到穿越频率变成 了72.4 kHz,带宽扩展 了一倍。同时,相位裕量也增添 到了50º


                                                           SY8513运用 110pF前馈电容时的环路曲线   

举行 相反 的负载瞬变照应 实验 ,在增添 前馈电容后,输入 电压的最大偏移量从340mV降低为200mV,发作 了显着 改善。


                      SY8513有无 前馈电容时的负载瞬变照应 对比

综上所述,合理的运用 前馈电容可以显着 地改善电源的静态 特征 。
前馈电容的最优值是基于系统 带宽和相位裕量的最优折中。在需要 的位置 ,经过 综合剖析 民众号:芯片电子之家,理想 运用 时转换器的带宽和裕量的要求,对最优值的适当增大或减小以进一步优化带宽或裕量。通常情形 下,色多多视频app安卓无限观看建议尽管 接近 最优值。
需求 注重 ,其实不 是每个 DC-DC 电路都需求 前馈电容,理想 设计时,凭证 SPEC 参考设计来即可。

 

 


 

 

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