张兴柱博士与您分享 | 存在移动双零点的有源去磁正激之小信号传递函数

张兴柱博士与您分享

存在移动双零点的有源去磁正激之小信号传递函数

普高(杭州)科技开发有限公司张兴柱博士

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小信号传递函数的一般方程：

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为简单起见，只给出一个 CCM 下的小信号传递函数 Gw(s)：

1) 有源去磁正激变换器在 CR 负载下的小信号传递函数：

2) 其它去磁正激变换器在 CR 负载下的小信号传遇函数：

3) 有源去磁与其它去磁正激变换器的小信号传递函数比较：

有源去磁正激变换器， 比其它去磁正激变换器多了一对双极点，一对双零点。

其中： Rp 为变压器铁损所等效的电阻， 一般很大；

Rs 为变压器原边绕组铜损所等效的电阻，一般很小；

Rds 为主 MOSFET 的通态电阻，一般也很小。

在忽略铁损时， Q′m 可用下式近似：

所以双零点的位置既可能在左半平面，也可能在右半平面，取决于变压器的激磁

电感、参数 Rs 、MOSFET 的通态电阻 Rds 、及工作点的占空比 D 。


4) 有源去磁正激变换器的 Gvd(s) ，即使在电压型控制下，也存在难以补偿的问题：

当激磁电感较大，占空比较小，可控制 Q′m > 0 ，此时的双零点在左半平面。

当激磁电感较小，占空比较大，可能有 Q′m < 0，此时的双零点在右半平面。

两种情况下的 Gvd(s) Bode 图如下所示：

Q′m > 0的这个 Gvd(s) 的补偿，与其它去磁的正激变换器类似，没有稳定性问题。

Q′m < 0的这个 Gvd(s) 的补偿，因右半平面双零点导致相位变到 -540° 附近，

使得系统的补偿非常困难，容易出现不稳定的问题。

如果知道这个双零点的特性，就必须通过参数的设计，

来保证在全输入电压范围下的 Q′m > 0，或者在去磁电容 Cc 的两端，并联一个 Re、Ce 的串联支路，

来改变传递函数中的Q′m，使双零点的位置不会进入右半平面。

在不知道有这样一个双零点时，就会设计不好有源去磁正激的环路。因为设计的参数，有可能会随着工作点输入电压的降低，

其双零点会从左半平面进入到右半平面，导致高输入电压下稳定的系统，在低输入电压下的不稳定，

并且根本无法补偿。为保证全输入电压范围的稳定性，最终只能将环增益的带宽做得很低，环路做得很慢。

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