精选文档单相BUCK电路的补偿回路设计2013-11-21此文档是对IntersilTB417.1号文件<<DesigningStableCompensationNetworksforSinglePhaseVoltageModeBuckRegulators>>的翻译，以帮助大家理解。文中有翻译不当的地方，敬请谅解！1.前提为了理解此文档，设计者需要具备以下三个技能：1.已经完成单相BUCK电路设计的大部分工作，除了补偿回路部分。2.了解控制系统的基本原理，理解开环系统、闭环系统，增益、截止频率、带宽等概念；3.理解波特图的含义。2.介绍无论是同步还是异步BUCK电路，都由以下三个基本的部件构成一个稳定的闭环系统：调幅器、输出滤波器、补偿网络。如图1示：调幅器2.1）（与参考电压值VREFBUCK电路的输出值（FB引脚）描述调幅器的结构图。图2误差放大器将比较后放大，作为调幅器的输入。的OSCRegulatorRegulator，增益由的输入VIN除以内部）脚（调幅器的输出是PHASESW的值可以通过控制器手册查到。VoscVoscpeak-to-peak电压，精选文档．精选文档2.2输出滤波器BUCK电路的输出滤波器是LC电路，包括L的DCR和C的ESR。调幅器的输出用于滤波器的输入，滤波器的输出是Regulator的Vout。图3描述输出滤波器的等效电路和传递函数。传递函数包含2个极点和1个零点。开环系统2.3电路的开环系统以及它的传递函数。描述了BUCK图4的波特图表示开环系统的增益。图5对于那些上图描述的是一般开环系统的增益曲线，定制系统会有不同的双极点和零点频率。）在双极点处会有很大phase输出滤波电路的低DCR和ESRBUCK电路，传递函数的相位（因的衰减，传递函数的增益在双极点出会有一个脉冲。这种系统的补偿回路会非常难设计，（三阶）补偿phasephase为电压的需要增加以保证充足的冗余。这种系统一般需要TpyeIII精选文档．精选文档回路。关于TypeIII补偿回路，我们将在后文中描述。3.补偿回路BUCK电路闭环系统中负载的变化或者输入电压的变化都会对输出电压造成影响。合适的补偿可以在一定带宽范围内保证系统的稳定性。在大多数情况下，TypeII和TypeIII补偿电路可以满足这种要求。理想闭环系统要求增益（gain）以-20dB的斜率衰减，并在选择的带宽点跨越0dB点，同时要求0dB频点之前的相位（phase）冗余大于45°。对于同步或者异步BUCK电路，带宽（bandwidth）是开关频率（Fsw）的20%~30%。3.1TypeII补偿回路图6描述的是典型的TypeII补偿回路的组成、传递函数和波特图。TypeII补偿回路在双极点之间使相位上升90°。这个相位上升可以用来抵消输出滤波的相位衰减。TypeII7图描述的是有补偿回路闭环系统的组成和传递函数。精选文档．精选文档下面给出计算补偿回路元件参数的公式。2K~5K。R1．确定阻值，一般选择1desiredDBW：R2/R1），将开环系统的增益调频至需要的频点（选择合适的增益值（2．。）bandwidth选择C2值，使零点的频率为输出滤波器双极点频率的十分之一。3．C1选择值，使闭环系统第二个极点落在0.5*Fsw频率处。4．compensation补偿回路增益描述了含图8TypeII补偿回路系统的增益和相位波特图。其中，（如果闭环系统。）（）gain必须小于误差放大器的开环增益openloopgainoftheerroramplifier的相位冗余很难实现，那么就需要考虑使用补偿回路。TypeIII精选文档．精选文档补偿回路TypeIII3.2补偿回路通过两个零TypeIIITypeIII图9描述典型的补偿回路的组成，传递函数和波特图。180°。点将相位拉升精选文档．精选文档补偿回路的闭环系统的组成和传递函数。10描述的是含TypeIII图下面给出补偿回路元件参数的计算公式：。确定R1阻值，一般选择2K~5K1.desired，将开环系统的增益调频至需要的频点（DBW：选择合适的增益值（2.R2/R1）。）bandwidth，使第一个零点的频率等于输出滤波器双极点频率的二分之一。选择3.C2精选文档．精选文档4.选择C1，使第一个极点频率等于ESR零点频率。，使第二个零点频率等于输出滤波器的双0.5*Fsw，C3，使第二个极点频率等于5.选择R3极点频率。补偿回路的闭环系统的增益和相位波特图。同样，补偿回路增益描述的是含ypeIII图11）（openloopgainoftheerroramplifier。）（compensationgain必须小于误差放大器的开环增益实例4.下面这个例子将描述完整的同步BUCK电...