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CLLLC小信号建模,到底如何理解小信号分析呢?

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WuM01
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  • 2019-9-17 22:00:48
10问答币
九月初接触开关电源的项目,是CLLLC的控制,按部就班的建立了CLLLC的小信号模型,推出了输出电压、输出电流分别相对于频率和占空比的传递函数。传递函数的参数包括开关频率、负载、输入电压等。这是因为,小信号建模要求首先需要计算出稳态下,以上各参数的值。
做完这一工作之后,对比负载恒流/恒压模式下的PFM控制框图,自己陷入一种沉思,那就是小信号模型到底是用来做什么的?其目的到底是什么?
举例而言,在确定的频率,负载下,系统传函确定,可以针对这个传函去做环路补偿,可是只要发生一些扰动,如负载跳变,传函就会改变,之前的补偿参数理论上也就不再适应了。
再有,PFM调制中,频率是在不断的改变的,那到底怎么理解稳态值,是一种基准值的意思吗?没有稳态值怎么计算在这一稳态工况下的小信号模型呢?
   最后再打个比方,有的BUCK/BOOST的小信号建模,会先确定占空比D为0.5,再去加小信号扰动,最后可以推出Vout对D的传函,那这个传函对D为0.6/0.8/0.9的情况适用吗?
希望能够跟大家好好交流!




闪烁
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版主
  • 2019-9-18 10:06:23
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CLLLC是什么新型的拓扑结构吗?
WuM01
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  • 2019-9-18 13:32:42
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就是双向LLC
闪烁
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版主
  • 2019-9-18 16:58:55
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LLC的好像不能用小信号去建模吧,输出跟频率不是一个很好的线性关系
WuM01
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  • 2019-9-18 18:36:31
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可以的哦,小信号模型本身就是一个局部的线性化的近似。问题是我不太理解这种局部线性化近似与系统大范围参数变动之间的关系,比如说负载从半载向满载跳变。
greendot
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  • 2019-9-19 18:09:03
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D变,负载变,都影响Gvd,补偿后,worst case 都过的就OK。
sieben
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  • 2019-9-25 17:17:15
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我也是在做CLLC的控制,不过我还只是一个学生,明年毕业。

对于楼主的问题

buck电路中,占空比D=0.5的小信号模型,能用于D=0.6等其他稳态点的模型吗?
答:严格来说是不能的,对于非线性系统,不同的工作点的小信号特性可能是完全不同的,所以就要对应建模。
所以在开关电源设计的时候,通常选取在额定工作点进行小信号建模。因为我们关心的是在正常工作情况下的稳定性嘛。

还有我想说一下,由以上分析,很明显,启动过程,负载突变,输入突变等情形下,都属于大信号分析,小信号模型其实是在一定程度上失效的,这些工况下,其实系统的稳态工作点是发生了变化的,小信号模型自然是发生了变化。但是一定程度发生失效并不代表完全不能表征系统特性,以下是我个人的一些理解了:由于电源还算是比较合理的一个系统(可以这么说吧,一个满足狄里赫雷条件的系统哈哈哈),所以导致几个相近的稳态工作点间的小信号模型是接近的,只要你工况变化不是巨大,其实都能用小信号分析的。

至于谐振型变换器的建模,其实求取的就是开关频率到输出的小信号模型,其实跟占空比到输出的小信号模型的理解是一样的嘛,不过小信号变化的不是占空比,而是稳态工作点频率的微小变化而已。

还有,不知道楼主用的是不是拓展描述函数法建模的?




小信号2.png
greendot
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专家
  • 2019-9-25 17:30:43
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讲得不错。不过Buck是比较线性的,它的 Gvd(s) 跟D无关,所以计算Loop Gain 的话,D=0.5是能用于D=0.6 的 。
WuM01
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  • 2019-9-29 11:35:35
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感谢回复,其实我也才刚刚研二,你讲的很对,之前没上网站,今天才看到。这几天看的资料也让我对这个问题有更深的认识了,因为我现在要做的是双向车载充电机,那么必须考虑较大范围内输出电压或是输入电压的变换问题,因为动力电池电压肯定不是恒定的,我的导师让我考虑建立小信号模型来设计环路补偿,我就难以理解大与小的关系,环路补偿是针对的大范围还是小范围,其实现在我还是没理的特别清楚。比如说,恒流2A输出,步长5A,到恒流20A输出,现在调试也是离散的去调,一种工况一套PI,那我设计的环路补偿是在2A的情况下,在小信号波动情况下维持稳定2A的PI;还是2到20A,大信号的PI,就是说直接把电子负载恒流从2调到20A。目前看肯定是前者。


另外我的确是用拓展的描述函数法,这个方法真的是太麻烦了,但是好像也没有其他的比较好的建模方法。
最后还有一个问题,就是LLC是没有输出滤波电感的,我看论坛上有大神说,这个电感是折算到原边漏感了,这个折算请问老哥有看过相关资料吗?
tzyyy
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最新回复
  • 2020-4-15 17:30:30
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我毕设在做CLLLC的小信号建模,但是我在算传递函数的过程中遇到了一些问题,不知道能不能请教您一下,十分感谢!
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