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关于双环控制的恒压状态疑问 求各位指导啊

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inocencelove
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  • 2014-3-1 09:51:41
10问答币

VF电压反馈信号 IF电流反馈信号 VG电压给定 IG电流给定
请问恒压状态下,电压误差放大器的输出会小于电流给定IG,这样恒流不工作 只有恒压工作。 但是恒压分析的话(buck为例),PWM端的电压是不变的(电压恒定在某一值),电压给定和电压反馈的信号也是不变的,那么电压误差放大器的输出就不变,但是改变电流,不改变电压输出的情况下IF是变化的 这样不会造成PWM端电压的变化吗
简短点就是VF/VG/PWM都恒定 ,那电压不变的情况下改电流,IF是会变化的,PWM不会变化吗

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CCCV状态这么解释是不是更清晰一些,如图所示: 分析的关键在于红色线圈内的那个二极管和运放U3: 1.若IF超过IG,U3输出低电平,二极管导通,即U3工作在跟随器状态,此时无论U1工作在什么状态(分析时直接将U1拿掉),U2的同相输入端仅受IG控制,最终IF=IG----------CC状态 1.若IF小于IG,U3输出高电平,二极管截止,即U3相当于不起作用(分析时直接将U3拿掉),U2的同相输入端仅受U1输出的控制。如不二兄 ...
not2much
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  • 2014-3-1 13:44:18
 
inocencelove
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  • 2014-3-1 14:06:56
 
1.启动时VG远大于VF,所以电压控制信号大于IG 这个时候反馈正常的话 电流误差放大器的同向端就是IG的 这时候是恒流的啊 电压控制信号减小到小于IG时 加了二极管的跟随器这个运放不工作 才是恒压状态的啊 恒压状态下 如果改变了负载 IF的值是会变化的 这个IF的值是电流的反馈信号 如果电压不变 改变负载IF是变化的 啊
2、这个机器用来做电镀用的 至于能不能用作充电机我就不清楚 了
3、 这图里是资料里的分析
4、我有一点不明白:这个电路如果调了负载(就像电阻负载加200欧和加400欧 电压不变)是不是电压和电流都变化的啊
not2much
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  • 2014-3-1 14:20:38
 
我好像把顺序说反了
inocencelove
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  • 2014-3-1 14:31:05
 
貌似反了 整体的恒压恒流状态我看懂了 就是恒压状态的具体情况 我不清楚

1、VG不变的话 ,将电阻负载减小,VF、IF、PWM是怎么变化的呢 ?
2、这个电路恒压的状态,改变负载(比如切换负载的大小,但是不会超过限流值)的时候,这个恒压的电压值会不变,还是跟着一块变 ,然后电压电流都稳定到另一个值呢?
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-1 14:39:38
 
恒压过程,VF不变,IF变化,PWM反向变化。
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-1 14:39:02
 
改变负载,电压不变,电流是变化的,PWM是变化的
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-1 14:37:38
 
PWM最后接哪里去了?PWM的电平在整个工作过程中是变化的。
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-1 14:40:57
 
这个电路,在稳压状态,你可以看成是稳压环的输出,是电流环的基准,那么电路仍可看做是工作在恒流状态,不过电压不变,恒流值逐渐变化的恒流状态而已。
inocencelove
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  • 2014-3-1 16:08:15
 
版主 PWM是决定占空比大小的 如果恒压的时候 IF变化造成PWM变化 那样输出电压不就变化了? 跟恒压状态的电压不变,电流变化不矛盾了?
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-1 16:31:43
 
我已经说了,IF的变化会造成PWM反向变化,也就是IF增加,PWM降低引起占空比会降低,输出电压降低从而降低IF。 (这里分析的有错误,输出电压降低,电压环输出增加,电流基准增加,最终电流IF是增加的)
inocencelove
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  • 2014-3-1 17:02:00
 
额 我越来月糊涂了
那岂不是恒流了吗? 电阻负载的话 ,减小电阻,电流增加,IF增加 按你的推到 IF增加造成 PWM降低引起占空比会降低,输出电压降低从而降低IF。
最终结果:减小电阻,IF不变?
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-1 17:24:38
 
假设改变电阻,电流不会达到恒流值,则环路调整过程为,IF增加,PWM降低,占空比降低,输出电压降低,VF降低,那么电压环输出电压增加,电流环基准增加,最终达到新的稳定状态后,电流环基准会高于原来的基准,从而电流IF增大。
这个过程跟我们平时用的双环控制逻辑是不一样的。
inocencelove
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  • 2014-3-1 17:42:26
 
恒压状态是VF和IF共同决定占空比的,但是VF还是降低了吧,用来产生平衡IF增加。这羊来说输出电压不还是下降了吗
inocencelove
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  • 2014-3-1 20:12:16
 
版主 后来我想了一下 占空比更输出电压是对应的 VF跟VG是对应的 所以改变负载的时候 电压是没变的 从最终的稳态来说 PWM和占空比都没变 电压误差放大器的输出也没变 变的只是 IF和 电流误差放大器的两个输入端V+和V- 电流大的话 就上升 电流小的话就下降 请问是这样的吗?
not2much
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  • 2014-3-2 01:08:15
 
貌似不对。调负载的时候,假设增加了200欧,相应的等效负载减小(电阻越大,负载越小,输出电流越小),此时的输出电流在调整后的负载上的压降大于VG,于是电压控制器会调整输出PWM到达新的工作点。在新的工作点的时候,占空比与调负载之前的占空比一致,但是有一个动态过程。
根据你在上面贴出来的图片,当两个误差放大器输出电压不同时,进入PWM(最右边的opamp)的信号为左边两个opamp中的最小值。所以我觉得启动过程可能是这样的:启动时VG大于VF所以电压控制的输出大于IG,所以进入PWM的控制信号为IG,电压控制器被“屏蔽”,电路工作在恒流状态。当输出电压趋近月VG时,电压控制器的输出信号逐渐减小。当其输出小于IG时,进入PWM的控制信号为电压控制,IG被“屏蔽”,电路工作在恒压状态。
如果再调增负载,需要继续比对电压控制信号和IG的大小,过程参照上面。假设电路工作在恒压状态,并且负载的调整使得IG始终大于电压控制信号,这个时候就和平常的平均电流控制模式一样(区别于恒流状态)。负载上压降的变化,会导致输出占空比的变化,从而满足对输出电压的控制。
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-2 09:09:23
 
正解。
荨麻草
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  • 2014-3-2 09:34:32
 
CCCV状态这么解释是不是更清晰一些,如图所示:



分析的关键在于红色线圈内的那个二极管和运放U3:
1.若IF超过IG,U3输出低电平,二极管导通,即U3工作在跟随器状态,此时无论U1工作在什么状态(分析时直接将U1拿掉),U2的同相输入端仅受IG控制,最终IF=IG----------CC状态
1.若IF小于IG,U3输出高电平,二极管截止,即U3相当于不起作用(分析时直接将U3拿掉),U2的同相输入端仅受U1输出的控制。如不二兄所言,U1,U2是典型的ACM接法----------CV状态
not2much
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  • 2014-3-2 09:45:37
 
我不太明白的是,当放大器1和3的输出不同时,为什么有效的是低电平的那个?
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-2 09:49:33
 
1输出那个电阻起决定作用,这个电阻要限制1的输出电流不能大于3的灌电流。
荨麻草
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  • 2014-3-2 09:59:44
 
U1输出与U3输出相连的那个电阻R很关键:
U1的输出信号等于 电压源U1+内阻R
U3的输出信号只有两种可能,要不等于 电压源IG+内阻0 要不等于电压源NULL+内阻无穷大

于是,U2同相输入端的电压,用叠加原理分析便知
not2much
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  • 2014-3-2 10:24:15
 
谢谢王工和草兄, 我明白了。
inocencelove
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  • 2014-3-2 17:20:02
 
我前边的表述不清楚 把草兄标的图里的U3去掉 ,只考虑恒压状态
增加200欧电阻,达到稳态后,VF、PWM的值都是原来的值 先不考虑瞬态的情况 就稳定后的状态
1、这样的话VF、VG都没变化的,那U1输出端(在U1输出端到U2同相端的电阻前端的电压)的电压变化了吗?
2、显然达到稳态后IF变小了但是U2的输出(PWM)是没变化的
单独分析U2:增大U2同相端的值的话PWM会增加,相反会减小




XRC指U2的RC的阻抗 从式子来看,等号右边是不变的 那IF减小的话 V+同样要减小
这样如果U1的输出不变,那变化的就只剩下IF、U2的V+、V-
not2much
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  • 2014-3-3 01:56:51
 
在瞬态过程后,U1的输出减小了。由于在瞬态过程中,负载减小,VF增大,VG不变,通过闭环调节,U1的输出会变小到达新的稳定工作点。稳定后的U1的输出就与新的IF一致了。
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-3 08:45:07
 
第一个问题,VF不是没有变化,VF会先减小后增大恢复到原来值,在这个过程中,U1输出是增大达到新的稳态值的(我说的是电阻由400变成200的过程)。
第二个问题,这是一个误差放大器,不是放大电路,因此增加U2同相端不见得PWM会增加。
inocencelove
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荨麻草
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  • 2014-3-3 09:20:33
 
楼主列写的是laplace电路方程,却从时域电路的角度去解释现象...结论能正确么?
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-3 10:11:01
 
不懂什么时域,昨天晚上还在想,元器件我根本不懂什么电子多子少子之类的,运放根本不懂里面的三极管一堆一堆的是如何工作的,自动控制什么零点极点一窍不通,电磁学连什么左手右手定律都不知道啥是啥,EMI、EMC是什么不知道,可我竟然靠从事电源设计养家糊口。。。。。。。是不是一个悲剧啊 。
一花一天堂
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  • 2014-3-3 10:41:51
 
武侠高手都是不知道拳路的,武侠新手都按照拳谱比画一招一式的。呵呵 ~
荨麻草
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  • 2014-3-3 10:52:24
 
我是回24楼的,呵呵,我的意思是:先不管楼主结论对不对,分析方法就不对...
回到王工的问题,引用Dr. Ray Ridley(此人是开关电源领域泰斗级的人物之一)的一句话:
Power Supply design continues to be a field where experience is paramount.
电源设计,经验至上.
一花一天堂
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  • 2014-3-3 10:58:22
 
continue 用的很传神啊 ~
呵呵
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-3 11:25:26
 
人家说的是在理论基础上的经验,不是我这样的泥腿子出身的经验,不要误解了人家的意思哦,呵呵。
inocencelove
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  • 2014-3-3 22:13:24
  • 倒数6
 
请问草兄 恒压状态下,改变负载,再次稳定后,VF、VG都是原来的值,为什么电压误差放大器的输出会变了呢
荨麻草
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  • 2014-3-4 09:08:27
  • 倒数3
 
1.U1上有积分电容
2.VF不是直流
写出U1从输入到输出的时域表达式,Uo(t)=f[VF(t)]的形式,看看Uo(t)是不变的不?不要想当然
inocencelove
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  • 2014-3-4 10:53:01
  • 倒数2
 
这么回事啊 谢谢了
发现差距好大啊 向高手看齐 我啥时候才能到哥们你这水平
inocencelove
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  • 2014-3-3 12:40:58
  • 倒数10
 
我以前还真没这个概念,越来越糊涂啊
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-3 12:54:23
  • 倒数9
 
假设电路已经带400欧姆负载达到稳压状态,你突然将负载变成200欧姆,那么电压环首先不会变化,但电流IF立即变成原来的两倍,电流环反向输入高于正向输入,电流环输出也就是PWM开始降低,占空比减小,从而输出电压开始降低,VF变小,低于VG,那么电压环开始变化,电压环输出开始增加。直到达到新的平衡点,新的平衡点电压环输出增加一倍,所以IF增加一倍,但PWM跟原来一样。
inocencelove
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  • 2014-3-3 22:09:16
  • 倒数7
 
请问王版 既然VF在再次稳定时还是回到原来的值,而VG不变,那电压误差放大器在再次达到稳定后却输出变了,这是什么原因呢
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-4 08:23:16
  • 倒数5
 
因为这是误差放大器。输出是由整个环路决定的,不是由VF决定的。
inocencelove
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  • 2014-3-4 08:38:05
  • 倒数4
 
王版 请问 误差放大器和放大电路不一样的吗? 不都是调整输出端以达到同相端和反相端电压相等吗?
1、前一阵我调过一个稳压限流的电源 ,恒流状态下的时候,调节同相端的电位,
电流(恒流值)肯定会增大的
2、误差放大器和运算放大器的区别是不是 运算放大器的输入是不会变化的 而误差放大器的输入会闭环调整的啊?
inocencelove
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  • 2014-3-2 14:53:11
 
我先找个平均电流模式原理看看 消化下 谢谢了 啊
YTDFWANGWEI
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  • 2014-3-2 09:07:20
 
如果电压误差放大器输出没变,电压误差放大器的输出又是电流误差放大器的输入,那么IF怎么会变化?所以,电压误差放大器的输出肯定是变化的。但负载变化前后,PWM可能是不变的,只是有一个变化的过程而已。
inocencelove
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  • 2014-3-4 11:15:25
  • 倒数1
 
开贴的时候,我搞不懂的就是恒压状态下
1、为什么电压不变 恒压设定不变 IF变了 而PWM却没变
2、为什么电压误差放大器的VF/VG没变 其输出却变了
其实这是同一个问题


荨麻草 在40楼的分析让我知道了是怎么回事 如下图






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