利用改進型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://www.butianyuan.cn/article/185417.htm本文中，我們利用連續(xù)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)改進型小信號模型，預測UCC289X應用的實際環(huán)路穩(wěn)定性。為了驗證計算結果的有效性，我們通過實際測量基于UCC2897 EVM樣機，并建立UCC2897A仿真模型來進一步證明。其結果表明，基于改進型小信號模型的計算結果也可以精確地預測實際環(huán)路穩(wěn)定性。
1、 引言
隨著電源可靠性評估的不斷發(fā)展，使用特定環(huán)路分析儀器進行環(huán)路穩(wěn)定性測試成為目前唯一必不可少的要求。但是，在實際開發(fā)過程中，工程師們常常在環(huán)路穩(wěn)定性功能調試上面花費太多的時間。例如，使用有源鉗位轉換器時，我們總是會碰到環(huán)路穩(wěn)定性問題，因為很難在大信號負載動態(tài)和小信號環(huán)路穩(wěn)定性之間實現一種較好的平衡，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，工程師們通常會花費大量的時間重復調試環(huán)路穩(wěn)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，則這個問題便可以迎刃而解。
本文的目標是建立一個計算平臺，根據UCC289X應用所使用有源鉗位正向轉換器的改進型CCM小信號模型來驗證環(huán)路穩(wěn)定性。圖1顯示了實際EVM驗證舉例，另外，本文還將為你提供許多比較數據。最后，經過證明，使用UCC289X應用時，環(huán)路穩(wěn)定性計算對于開發(fā)期間的實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(guī)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（兩個并聯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應用來說，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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