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已解决

PFC电压反馈环补偿网络的问题

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月前古铜锈
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初级工程师
  • 2014-11-10 18:40:49
10问答币
刚才看了一下陈传虞老师关于PFC电压反馈补偿网络设计的资料,主要针对的就是下图C3 C4 R4三个参数的计算,其中有一条说到网络函数的极点频率取线电压频率的一般(工频50Hz的一半),零点频率为极点的1/10 。 作用是衰减2次谐波。有几个疑问就是:这里反馈电压还受工频谐波影响吗?这里的零极点频率定义为多少比较合适?(平时做电源理论计算上感觉很大欠缺,都是不断改参数然后用典型值,还请各位大侠给点好建议,谢谢!)

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从T(s)的Bode图可以看到,fcross =20Hz ,PM=54.9 deg ,100Hz 的衰减= -19.1dB ,大致可以了。 RC的计算: 1. 假设R8已定,fz和fp已知, 2. 由于 fp=10*fz,可以令C4=9*C3 3. Go = (R4/R8)*C4/(C3+C4) = (R4/R8)*9/10 ,得 R4 4. 然后利用fz和fp的公式,算出C3和C4 至此,练习完成。 ...
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荨麻草
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  • 2014-11-11 19:27:42
 
一般情况下,PFC的穿越频率fcrossover不超过20Hz,C3,C4,R8,R4组成了一个典型的type II(很好推导,略),在PFC的环路补偿中,零点fz位于fcrossover左侧,极点fp位于fcrossover的右侧,那个取值建议是比较合理的;
在没有环路分析仪的情况下,经验值可取fcrossover=(fz*fp)^0.5,如顶楼所说,可定义fp=10*fz
月前古铜锈
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初级工程师
  • 2014-11-12 14:50:09
 
草兄说的是,但是这里跟R8也有关系吗?这个真心不了解.
荨麻草
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  • 2014-11-12 18:16:24
 
L6562内部是一个运算放大器,与C3,C4,R4,R8组成type II,标准的type II表达式为:
G(s)=-G0*(1+Wz/s)/(1+s/Wp) eq1
对楼上的电路而言,对应:
G0=(R4/R8)/[C4/(C3+C4)]。。。。。中频带增益
Wz=1/(R4*C4)。。。。。。。。零点
Wp=1/[R4*C4*C3/(C4+C3)]。。。。。。。。。极点
greendot
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  • 2014-11-12 22:50:07
 
Go = ??
Pole @ Origin ??
荨麻草
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  • 2014-11-12 23:00:52
 
哎呀呀....G0写错啦,更正:


G0=(R4/R8)*[C4/(C3+C4)]。。。。。中频带增益


Pole @ Origin ?
G(s)通分之后,Pole @ Origin 就有啦
月前古铜锈
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  • 2014-11-13 16:40:23
 
这些公式说了也是白说,压根就不了解!不过还是感谢草兄!
greendot
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  • 2014-11-13 18:58:23
 
L6562 官方的AppNote不是有电压环设计资料么,何不参考一下。
月前古铜锈
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初级工程师
  • 2014-11-13 20:14:53
 
我也是笨,经常找不到相关资料,有好的资源都不能利用!
greendot
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  • 2014-11-13 21:03:10
 
月前古铜锈
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  • 2014-11-14 17:39:43
 
大师,是这样的,学习补偿这一块就是希望能够在电路设计过程中遇到问题知道怎么去解决(比如说PFC输出电压降落知道怎么去改环路参数)。但是现在,像这里的补偿网路拉式方程我会求,零极点也没问题,频谱图稍微学一下Matlab也能搞定,这些会了我还是没有一个修改参数(电阻电容改大还是改小)的方向。
不知道您当初有没有这个困扰?还望您指点迷津!
greendot
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  • 2014-11-15 13:58:22
 
说白了,补偿只是个Curve Shaping 的操作,明白了其中要点原理,就不会有困扰了。
11楼的AppNote中,你看到了门路了吧。

月前古铜锈
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初级工程师
  • 2014-11-18 16:38:27
 
总结一下我所理解的看对不对? 【该补偿网络作用是衰减2次谐波,从而稳定输出电压。所以要尽量衰减,电压环的频宽(fcross)一般设在20Hz,或甚至更低,(fcross越低,纹波衰减越大但瞬态反应越差(响应慢)),这里采用单零双极补偿,在PFC的环路中,零点fz位于fcrossover左侧,极点fp位于fcrossover的右侧经验值可取fcrossover=(fz*fp)^0.5,可定义fp=10*fz。设计传递函数的增益斜率变化(从-2变成-1)点一般选择在1/2fc处可以得到较快的动态响应。】
按照这个理论计算出来的参数基本可以满足电路需求,具体的微调得用实物电路来匹配。
greendot
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  • 2014-11-19 19:10:17
 
作为一次练习,当作Boost Stage 的控制到输出传函 Gco(s) = 10000/s (假设恒功率负载),
然后计算一下所需的零极点位置,看看结果是否满意?
月前古铜锈
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初级工程师
  • 2014-11-21 12:09:55
 
还是不会算!
greendot
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  • 2014-11-21 15:47:21
 
假设选 fc=20Hz, 用 Type II 补偿,
功率级传函 Gco(s) @ 20Hz 的幅值 = 10000/(2π*20)= 80
按照3 楼,令补偿器的 Go=1/80,
设fp=10fz, 则fc2 = fz*fp = 10fz2,得 fz=6.5Hz,fp=65Hz
这样补偿器的传函 G(s)已定,
Loop Gain T(s)= G(s)*Gco(s)
Plot T(s) 的Bode图,看看两个 Margin 和100Hz的衰减是否满意或需要调整,
然后计算补偿器的R和C等。
(上述只是个方法例子,不是唯一/绝对要这样)
月前古铜锈
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初级工程师
  • 2014-11-21 15:52:16
 
功率级传函 Gco(s) @ 20Hz 的幅值 = 10000/(2π*20)= 80(为什么等于80呢?)
月前古铜锈
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初级工程师
  • 2014-11-21 15:54:29
 
“Gco(s) @ 20Hz” 这个是什么意思?
greendot
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  • 2014-11-21 18:13:28
 
不是吧,
Gco(s) = 10000/s ,s=j*ω=j*2*3.1416*f, 当频率f=20Hz时,Gco的模 = 10000/(2*3.1416*20)=80.
月前古铜锈
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初级工程师
  • 2014-11-21 19:17:24
 
(这个80是我逗了!)按照您算到的 fz=6.5Hz,fp=65Hz,根据 Wz=1/(R4*C4)。。。。。。。。零点
Wp=1/[R4*C4*C3/(C4+C3)]。。。。。。。。。极点
取R4=240k(可以按公式求出吗?)求到C4=641nF C3=64nF
写出T(s)传函,最后输入MATLAB仿真中得到:



greendot
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  • 2014-11-21 21:25:59
 
不对了,你的补偿器 G(s)的表达式是怎样的?有没有写错?

月前古铜锈
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初级工程师
  • 2014-11-21 21:44:29
 


月前古铜锈
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初级工程师
  • 2014-11-21 21:47:05
 
资料里面的公司是这个,跟上面的公式好像有区别:


月前古铜锈
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初级工程师
  • 2014-11-21 19:22:01
 
然后接下来就是通过仿真微调参数达到预期要求(幅频特性图100Hz有个增益,相频特性顶点应该在X轴100处,相角多少稳定呢)?
greendot
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  • 2014-11-21 22:24:13
 
24楼,先不用理会R和C的数值,直接用Go=1/80,Plot 出 T(s) Bode图。(R4不能这样随意赋值)
25楼:这不是Type II补偿,当然不同了。

月前古铜锈
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  • 2014-11-22 11:08:13
 


greendot
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  • 2014-11-22 18:25:21
 
第一张图,Type II 的 G(s), 对了。
那 Loop Gain T(s) 呢?
cmg
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  • 2014-11-22 19:10:59
 
大师诲人不倦啊
月前古铜锈
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  • 2014-11-22 21:08:17
 
两位前辈都是大佬,感谢两位对初学者们的帮助和鼓励!
另外,这几天也有咨询过一些工程师,了解到很多公司做电源在补偿这一块要么就是用分析仪弄,要么就是经过大量的换件取最佳参数的方法来完成,这一块的理论计算感觉需要很大的完善,特别期待greendot和cmg两位大佬能够领个头和电源界经验丰富的工程师们一起对补偿这一块做个系统的补充,greendot其实在一年多对我学习中的帮助可以看出您不仅实战经验丰富,而且理论上的逻辑计算也是有一定知名度的(我们实验室所有的人包括老师在内对您的评价也是极高的);cmg大师当初的LLC可谓是总结的非常好。只要是做这个都来参考您的那份资料!每每在抓耳挠腮,无法突破的时候,看到大师们的总结资料都能突破思维禁锢找到新的思路,晚辈们只能在默默的努力中不断赶超,希望未来能像大佬一样为后人答疑解惑!
月前古铜锈
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  • 2014-11-22 20:38:29
 
Loop Gain T(s)感觉跟G(s)很像啊,想频特性图的顶点不是应该在横坐标100处的吗?是不是要调节参数了。(R4 C3 C4该怎么计算参数呢?)


greendot
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  • 2014-11-23 12:41:14
 





从T(s)的Bode图可以看到,fcross =20Hz ,PM=54.9 deg ,100Hz 的衰减= -19.1dB ,大致可以了。


RC的计算:
1. 假设R8已定,fz和fp已知,
2. 由于 fp=10*fz,可以令C4=9*C3
3. Go = (R4/R8)*C4/(C3+C4) = (R4/R8)*9/10 ,得 R4
4. 然后利用fz和fp的公式,算出C3和C4


至此,练习完成。
月前古铜锈
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初级工程师
  • 2014-11-23 13:05:16
 
greendot大师中午好,正想问您一个问题:T(s)bode图幅频特性图比较趋向于一条直线,看不出补偿网络零极点对函数的影响,是不是说明了补偿不足呢?在仿真的过程中修改Gco(s)=10000/s中的10000这个设定值,发现对结果影响也很小(几乎没有)!这些该怎么解释好?
greendot
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  • 2014-11-23 13:45:48
  • 倒数9
 

1.把原功率级(绿线)补偿成T(s)(蓝线),还看不出补偿器的影响?
2.你意思是改变10000的值,计算新的T(s),和旧的T(s)没分别?是应该没分别啊,不管10000还是20000,经补偿后,T(s)是不变的啊,这就是补偿的目的。


月前古铜锈
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  • 2014-11-23 14:11:04
  • 倒数8
 
谢谢greendot大师这些天的答疑解惑,让我对这个补偿网络有了一个深刻学习进步过程,并从中总结出了一套计算方法。帖子到这也差不多告一段落了!谢谢大师,可以加个好友么?
月前古铜锈
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  • 2014-11-23 13:22:05
  • 倒数10
 
"100Hz 的衰减= -19.1dB "这个点您是怎么选取的呢?(126对应的是P点,但是这个点在P右边)
greendot
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  • 2014-11-23 14:26:43
  • 倒数7
 
1.100Hz (628rad/s)这个点是图里取的(Rightclick)
2.126rad/s 就是我们期望的fcross=20Hz,Z和P是补偿器的零极点,6.3Hz和63Hz。


不好意思,曾经有网友要加我好友,我都没回应,道个歉。
有问题可以在坛里发个贴,让大家参与讨论,或者私信给cmg大师。
月前古铜锈
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  • 2014-11-23 14:35:40
  • 倒数6
 
嗯,谢谢大师。
chhp25
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高级工程师
  • 2019-8-4 23:50:57
  • 倒数2
 
大师,请问这个文档第七页中的G0=0.3,p=0.23Hz,  z=15Hz是怎么来的?如蒙指导,十分感谢。
greendot
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最新回复
  • 2019-8-5 11:18:16
  • 倒数1
 
具体的我也不知道,应该是因应 Loop Gain F(s) 的需要(fc和PM)而估算出来的,也不是唯一的。
liyongshan_mh
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本网技师
  • 2014-12-26 10:03:50
  • 倒数5
 
你好,什么是零点什么是极点,能不能解释一下
真的不明白。
月前古铜锈
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初级工程师
  • 2015-1-12 10:31:23
  • 倒数4
 
您可以借本自动控制原理书看看,上面介绍很详细
greendot
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LV12
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  • 2014-11-12 23:05:33
 
这里反馈电压还受工频谐波影响吗?” -- PFC的输出电压,不可避免地,会有以伏计的100Hz纹波 。
这个100Hz纹波如果出现在电压环里,会令到输入电流失真,PF劣化,所以要尽量衰减,电压环的频宽(fcross)一般设在20Hz,或甚至更低,(fcross越低,纹波衰减越大但瞬态反应越差)。

月前古铜锈
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初级工程师
  • 2014-11-13 16:38:16
 
谢谢大师!
yymp3
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高级工程师
  • 2017-7-31 21:57:16
  • 倒数3
 
你好,你有关于PFC电压反馈补偿的资料参考吗?
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