为什么BUCK的输出电压比期望的输出低呢？-综合电源技术-世纪电源网社区

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2016-2-15 23:45:54

10问答币

  新人加菜鸟加分不多，各位多指教.....多指点
  最近作为intern负责公司一款DC-DC的数控电源（我主要负责单片机的控制策略软件编程），同步BUCK拓扑，Peak Current Mode Control,要实现恒流恒压对电池充电，我这阶段做的是恒压输出。输入给的是15V,期望输出电压是时6V（输出不是锂电池的电压，6V只是想测试下我的环路设计对不对），最大输出电流2A，模型是按照Ridley, R.B博士的A new, continuous-time model for current-mode control论文建的，补偿网络用的typeII型（2P2Z)，进行matlab仿真确定了open-loop带宽（PWM跑350Khz,带宽我设定在20khz)和phase margin(65 度），之后离散化写进了单片机。
  现有如下问题：
  1. 同步buck上下管原本设定的是互补输出，但是发现输出在上升到6V后开始往下掉，一直掉到0，然后继续上升周而复始，因此没办法，只能关掉下管，只能让下关的体二极管续流。并且问题2的结果是在关掉下管的情况下测的。

2. 之后发现输出是稳定了，但是电压差不多在4.03V,不是我想要的6V，这是为何？模型是按照论文给的建的，应该没问题啊

。

3.恒流的实现是不是就是在采了输出电流后，以"控制电压"到"电感电流"的传递函数建模，并进行补偿环路设计就可以了呢，方法和恒压的一样？
求大神看一下吧，不用全回答，这问题困扰有一段时间了，因为我研究生专业不是电力电子的，都是现学的所以请多多包涵！

ps:C16是输出电容，那里接负载，右边一大坨是电池管理芯片的电路，不用管他。CSoutN_buckFB就是buck的采样输出端。R7,R13,ZD2,C10是斜率补偿，因为占空比这里小于50%在实际的时候拿掉了R7,R13,ZD2，并且把C10短路了。
本帖最后由 riliji 于 2016-2-16 11:14 编辑

Charger buck and AFE sch .pdf

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		2 xd285070 xd285070 离线 LV8 副总工程师积分：8206 \| 主题：18 \| 帖子：1087 访问空间发消息积分:8206 LV8 副总工程师 2016-2-16 09:47:57
		上电路图，，，，，回复 \| 举报 \|

			4 riliji riliji 离线 LV1 本网技工积分：79 \| 主题：1 \| 帖子：13 访问空间发消息积分:79 LV1 本网技工 2016-2-16 11:15:06
			电路图上拉，求过目回复 \| 举报 \|

				6 xd285070 xd285070 离线 LV8 副总工程师积分：8206 \| 主题：18 \| 帖子：1087 访问空间发消息积分:8206 LV8 副总工程师 2016-2-16 13:56:31
				第一眼看到你的pdf，感觉就是好乱好复杂的说，不知道你这个项目是拿来耍还是做产品拿来耍建议先做简单的开始，把功能实现，拿来做产品，首要考虑的是稳定性和成本，和你用啥子理论，没得半毛钱关系我的思路是dc-dc同步降压部分用现成IC来做，能够稳定的输出电压和电流，输出电压，电流的改变用单片机控制，单片机的pwm转dac得到线性模拟信号，模拟信号和358等元件去控制前面ic的反馈脚。这种方案，稳定高效，成本低，研发块，做完后离涨工资有近了一步。那么对于你的那个原理图，大致看了一下，没得多少问题，调试这个也很简单，第一步，就是把续流mos换成二极管，第二部，单片机输出一个固定占空比的pwm，或者是搞个按键调节的最好第三部，接上一个合适的负载，电感连续的时候，自己算一哈第四步，输入电压慢慢升，没炸，就到额定电压去，看输出情况第五步，输出电压和pwm和输入电压关系正常，那证明功率部分ok的，你的问题可能存在于环路和单片机采样上面如果输出电压和pwm和输入关系不正常，那证明就是mos的开关不正常，那就是一步步回去看是，自举电路的问题还是单片机的问题第六步，关系正常的，可以把单片机的环路部分加入进去，直到恒流恒压xxxx都可以了第七步，测试其他部分电路功能ok 第八步，把续流二极管换成mos 第九步，优化改进第十步，坐等rmb 回复 \| 举报 \|

					8 riliji riliji 离线 LV1 本网技工积分：79 \| 主题：1 \| 帖子：13 访问空间发消息积分:79 LV1 本网技工 2016-2-16 21:17:01 倒数10
					非常感谢提供思路！事实上你说的前5步我试过，只不过是在输出开路情况下做的，并且下管mos我只是一直处于关断状态，靠的的体二极管续流（可以的吧？）；我试过，单片机pwm输出60% duty（具体当初给多少忘了，反正给过一个固定的duty），输入直接给15v，输出的确是duty乘以输入，然后改变输入电压，输出也是这个关系，说明功率级应该没问题。之后我采样加入峰值电流控制反馈环路，**蛋，输出就是保持在4.03v左右....感觉采样应该是对的啊，如果会出错，会可能是什么错的？这个我去公司时候会检查一下，但是感觉十有八九不是在输出采样上。难道说那个上管的电流互感副边的采样会有问题？假设比较坏的情况下硬件其实都ok，如果是环路设计出问题了，又该如何检查？用仪器测开环bode图吗？至于你说的硬件上的改动的话，的确这个原理图是作为产品耍的，我是作为课题来做这个的....- -，没money呢，硬件改动上不怎么现实了，硬件是其他工程师负责的。现在实现个数控恒压都卡主了，实在太菜了，真是急死人了。大神，我q947792668，能否进一步交流，点拨一下就可以，我不会一直麻烦你的，多谢！回复 \| 举报 \|

						10 xd285070 xd285070 离线 LV8 副总工程师积分：8206 \| 主题：18 \| 帖子：1087 访问空间发消息积分:8206 LV8 副总工程师 2016-2-16 22:12:21 倒数8
						开环没得问题，那证明硬件部分是ok的，buck，你可以先直接去掉电流环，依靠输出分压来改变来pwm即可实现稳压，你那个电流互感器确实看起来有问题，地线都没接到主功率的地上门去回复 \| 举报 \|

							12 riliji riliji 离线 LV1 本网技工积分：79 \| 主题：1 \| 帖子：13 访问空间发消息积分:79 LV1 本网技工 2016-2-23 00:36:49 倒数6
							最近把难度降低去掉了电流环，在做单环电压控制。为了有把握，先在Mutisim中进行仿真，补偿器是用type进行补偿的。想问你个问题，就是在进行脉宽调制时，用到了误差放大器的输出和锯齿波，这里的调制系数为1/Vpp,这里的Vpp为锯齿波的峰值，那么这个峰值的大小是根据什么定的？举一个简单例子好吗？难道说这个峰值可以根据环路的增益大小自己选的？求指教回复 \| 举报 \|

								13 tongyuanju2005 tongyuanju2005 离线 LV3 助理工程师积分：220 \| 主题：1 \| 帖子：26 访问空间发消息积分:220 LV3 助理工程师 2016-2-24 20:36:54 倒数5
								Vpp峰值在模拟电路中是根据运放的最大输出电压来定的，可以理解为随运放输出电压增大占空比可以随之增大，所以Vpp一般比运放最大输出电压稍高一点。你的输出电压不对，改电压采样的放大比例试试，是不是这儿的问题。回复 \| 举报 \|

									15 riliji riliji 离线 LV1 本网技工积分：79 \| 主题：1 \| 帖子：13 访问空间发消息积分:79 LV1 本网技工 2016-2-25 00:56:55 倒数3
									谢谢回复，我会去试的，白天我再把仿真文件和图贴上来.另外想问个题外话，之前看资料老说设计补偿网络时，一般都将穿越频率设为开关频率的1/10.那么这个穿越频率是脉宽调制系数乘buck功率级传递函数(输出到占空比)乘补偿传递函数后的穿越频率吗？昨天还看到个资料他是按照补偿后穿越频率大概为开关频率的1/5设计的(目前仿真(文件稍后贴上)倒是按照这个设计的参数，但是可以稳定，就是效果不是太好。)，奇怪了到底穿越频率应该为多少？或者能分享下这穿越频率大小由来的资料吗？这玩意儿实测炸下来一般到底是多少？回复 \| 举报 \|

								14 xd285070 xd285070 离线 LV8 副总工程师积分：8206 \| 主题：18 \| 帖子：1087 访问空间发消息积分:8206 LV8 副总工程师 2016-2-24 22:34:33 倒数4
								以前那stm32玩过一次，不过没有你那么复杂，比如输出电压，运放做更随以后直接把电源的输入，输出电压给单片机ad，比如得到输出电压比设计的差了1v，pwm占空比比如理论上要加大10%，那我就加大8%，就是采集一次，计算一次，pwm修改一次，最终下来效果呐，也不算太戳，稳得住我相信你肯定能做得更好回复 \| 举报 \|

									16 riliji riliji 离线 LV1 本网技工积分：79 \| 主题：1 \| 帖子：13 访问空间发消息积分:79 LV1 本网技工 2016-2-25 00:59:55 倒数2
									谢谢回复，好吧，我觉得你那方法也不错。可惜为了课题...哎，没经验啊，菜鸟啊。另外高手请看我给13楼的同志回复吧，相同得问题想再讨教，因为是手机发的，就不方便再发一遍了，麻烦你看一下回复 \| 举报 \|

									17 riliji riliji 离线 LV1 本网技工积分：79 \| 主题：1 \| 帖子：13 访问空间发消息积分:79 LV1 本网技工最新回复 2016-2-25 23:47:30 倒数1
									能否帮忙看一下这个仿真，参数都是算出来的，但是无论怎么调，输出都在11v上有低频振荡，并且纹波较大。我输出想要11v，额定输出电流为3A，用的是Multisim11仿真的。 buckvoltagemode.rar 2016-2-25 23:47 上传点击文件名下载附件下载积分: 财富 -2 286.48 KB, 下载次数: 38, 下载积分: 财富 -2 仿真文件回复 \| 举报 \|

		3 THTTH1982 THTTH1982 离线 LV7 版主积分：11502 \| 主题：62 \| 帖子：4345 访问空间发消息积分:11502 版主 2016-2-16 10:09:23
		会不会是你的采样不对、回复 \| 举报 \|

			5 riliji riliji 离线 LV1 本网技工积分：79 \| 主题：1 \| 帖子：13 访问空间发消息积分:79 LV1 本网技工 2016-2-16 12:04:19
			采的的确是输出分压后的值，设定的reference也是乘以分压系数后的值，分页系数就是图中的1/11 回复 \| 举报 \|

		7 tongyuanju2005 tongyuanju2005 离线 LV3 助理工程师积分：220 \| 主题：1 \| 帖子：26 访问空间发消息积分:220 LV3 助理工程师 2016-2-16 15:38:58
		你的开关频率很高，有没有可能是驱动芯片的驱动能力不够，你看看驱动电压稳定否。回复 \| 举报 \|

			9 riliji riliji 离线 LV1 本网技工积分：79 \| 主题：1 \| 帖子：13 访问空间发消息积分:79 LV1 本网技工 2016-2-16 21:17:31 倒数9
			谢谢建议！我会排查回复 \| 举报 \|

			11 riliji riliji 离线 LV1 本网技工积分：79 \| 主题：1 \| 帖子：13 访问空间发消息积分:79 LV1 本网技工 2016-2-18 20:54:32 倒数7
			用示波器看了mos管栅极的波形，没啥问题额回复 \| 举报 \|