 |  | | | | 大家先说说，我自己也到时候说说自己的看法，让大家指正！
1.开关电源是病态的非线性行系统，不是线性系统，那么经典控制理论，PID调节能用到开关电源里吗？
2.我们设计开关电源的补偿，用的是频域里面的方法，可是调试的时候，我们眼里看到的是时域的波形，这个之间的结合，或者说的转化，频域能间接反映时域的问题，时域也能反映频域，如何根据时域的波形看出频域设计是否合理？或者说，我们怎么通过这个时域波形看出你设计的补偿是最好的那个，或者说近似是比较好的（稳态精度高（误差小），动态性能好（负载切换），稳态性能好）
3.大家是如何解决一些参数的变化带来的问题，如输出电容的ESR不确定性，高频电路里带来的分布参数，那么我们设计一个电路的补偿，是根绝一个数学的模型（开关电源建模）来进行分析开环的幅频特性和相频特性，借此根据自己想要的或者说标准的bode图性能来推出补偿电路的，可是在高频实际PCB板里面这些会出现差异，我自己也之前做过实验，发现这个和自己所用建模的模型图像还是有比较大的差别，结果相当于在一个本身就不准的基础上来设计一个补偿，当然结果是不行的，大家有没有比较好的改善方法和意见？ |
|
|
|
|
| | |  | | | | | | | | 呵呵，你说的也是，我也是做了实验过后，突然想到的。好吧，那我就换个方式来提问。
假如，已经设计一个开关电源，可是我见到很多人在调试过程中，会只是改补偿网络的电阻电容值，但是他凭什么来改变这个补偿网络呢？肯定是发现了什么问题，即从这个电源调试中得到一些信息了，一般这个是从示波器中得到的，那么我想问的是，从示波器看一些点的波形，是时域波形（横轴为时间轴），这个时域的波形能反映的问题是什么，以致于我们觉得是补偿网络不合适，而去调节这个补偿网络？如何根据这个波形来判断这个补偿改怎么变化的？ |
|
|
| | | | |  | | | | | | | | 补偿做不好，电源负载调整率和电压调整率都会很大。我计算仿真，零极点匹配的目的就是获得最小的负载调整率和电压调整率。现在就在调数控Boost的补偿，算也算了，调也调了，负载调整率还是比较大。有转向看书了。（还没毕业，说的不对请见谅） |
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | 我自己的看法，我们所谈论的开关电源是一个病态的非线性系统，但是在补偿时，我们只是在对小信号进行调节，而当对这个系统进行小信号线性化之后（在理论建模设计的时候，是这样操作的，可是实际电路还是一个非线性系统，这个又能否用经典pid来观察？），是可以用线性系统的补偿来做的（即经典控制理论就可以用了）。 |
|
|
| | | | | | | 上面的是讨论的主要内容，下面会逐个来对齐分析和解决。 |
|
|
| | | | | | | 1，病态非线性，好词啊，这么说你见过非病态的线性系统喽？经典控制理论只是研究稳定性的问题，即使是所谓的最优，也依然是个静态指标，与你所关心的小信号动态特性风马牛不相及！而且还是非病态的线性系统，与实际情况相差深远！从理论上来说，八竿子打不着啊！然而本大师的看法是，只要小信号线性电路非病态的稳定，则实际的非线性电路就会稳定，或稳定与不稳定各占一半的可能性。而且作为好的动态响应过程，接近一阶或二阶总是好的，因为到目前为止，伟光正的控制理论从不谈论3阶的问题，所以人们就都想当然地用二阶的20db穿越60度的相位裕量来设计了，本大师的看法是可能对于高阶例如3阶系统，低的相位裕量例如30度以及-40db的穿越也可能有个无震荡的快速的相应过程，除非有人能从理论上证明不是这样，就像二阶电路被研究的那么仔细一样，连国产教科书都有，可见其普及的程度，令人发指啊！值得庆幸的是，一元三次方程式有解析解的，那么教书育人的国产教科书作者们就有责任，像推倒二阶电路一样地推到3阶电路，给出类似2阶的解析结果，以令人感到其作者也是个能做学问的人，好不好呢？嗯，虽然如此，应该是无人响应才合情合理！从不指望所谓的叫售们能够推到4阶系统，因为一元四次方程没有解析解。
如果无人作3阶系统，那么这里就涉及一个问题，所谓的专家交售们，真的明白吗？很可能与你一样的一知半解，在这个严肃的问题上吧？
其实，这个问题，你无须太认真，认真你就书啦！事实上，在任何一个现实的控制回路或电源回路里，根本没有人用理论来解决，因为理论相对于实际问题，理论只相当于一个小学生，不知道的太多了，凑试直道满意为止!
这是本大师的不太成熟看法，楼下怎么看？
|
|
|
| | | | | | | | | 谢谢大师回复。上面的十只我突然想起来，这么一些问题。
问题如下：如何根据示波器的波形来判断补偿是否合适？根据示波器的波形来判断补偿合适这样是否合理？
我的理解是(不一定对，错了，还望大师指点，谢谢！)：看到的只是时域的波形，这个我们设计的时候是根绝频域来设计的（即有了开环传递函数，来推得闭环所需的补偿网络）。那么这个时域的波形如何反映出其对应的时域情况？当然要是有环路分析仪，也没有必要费这么大劲，直接测得开环bode图，然后在根据所测的波形来设计即可，但是i若没有这个环路分析仪，又改如何？ |
|
|
| | | | | | | | | | | 难啊！你只是在一种条件下测试，例如一定的输入电压，和一定的负责情况下，而且这里都假设所有器件都是理想的。然而对于负载扰动，这就是个非线性电路了，因为只有在固定输入和负载的情况下，才是个认为的线性电路，然而负载的小幅度变化可以近似认为是线性电路。但是实际电路，在大的负载变化时，可以是稳定的，也可能不是。所以仅此一点，你就知道现实情况是复杂的，很难说负载会以一种固定的方式变化。所以办法就是，估计最大最小负载，在这两种情况下，保证设计参数，都可以使电路稳定，这就是个没有办法的办法了。
观察方法，当然示波器最为直观，调节过程一目了然！调试参事，令响应过程满意为止！应该就是这样的了。
本大师很清楚你的问题，就是拚域的补偿与输出的波形对应的问题，这个问题本大师刚才已经说过了，事实上本大师在这个坛子已经有过多次说明！估计认同或看懂的没几个！
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | 谢谢，那么你所说的在最大负载和最小负载的变化情况下，或者说低压和高压输入的情况下，输出电压波形是稳定的即可。这个稳定具体如何界定？响应过程满意为止，你说的意思是不是就是输出电压波形它的超调，稳态精度，调节时间，响应速度较好？
如果是，那系统是稳定的，那么假如你改变补偿电阻的依据来自哪里，是从频域的bode图来分析的，还是直接从时域的角度出发所改变的？其实有点绕，就是我们改变低频增益，使得稳态精度可以变好，从而输出电压更接近我们的预定值.而不是根据简单的PID来进行补偿的？
完了，不知道你明白我意思没有，有点绕了，希望大师能明白 |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | 很难兼顾最大最小负载的，所以稳定即可，超调振荡可以有，但最后要稳定，当然越小越好。
在波特图的小信号补偿中确定各个参数，用示波器细挑而已。PID可能有较明确的参数意义，但其他补偿就未必了。
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | 我想问下直接的，就是数字PID那种方式的来进行对这个补偿调节，合理吗？可行吗？大师身经百战，还望给晚辈说说...... |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 还真让你说着了！数字ＰＩＤ肯定没问题，合理和可行。如果开关频率是１００ｋ，那么ＰＩＤ的采样频率也是１００ｋ，输出控制占空比就可以了，和模拟式的没区别！
事实上ＩＩＩ型补偿或更高的，离散化后，都可以数字化！
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 谢谢！恩恩，还有就是我用数字PID来调节这个补偿，这样也是可以的吧，可能只是如你所说，没有频域那个来的精准，不知对否？ |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 数字PID那种方式，我输出误差大了，我改变比例增益之类的.... |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 我还是得再次确认下，你所说反馈用PID来调节是可行的，就是PID的每个参数物理含义都很明确的，其实这是我们在补偿里很乐意见到的。如果我用一个II型的补偿网络，我看输出电压的稳态精度不好，我觉得那个比例参数不够好，我要改那个参数，可是里面的那个电阻一改变，其实改变的是零极点，所以这个在实际的补偿网络，既然采用的II型这些频域特性已知的，就没有必要再去用PID这个粗调的方式了，还是老老实实按照频域零极点位置改变来调节的吧，这样对否？ |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 对！理论上来说，ＰＩＤ数字的和３８４２之类的调节没区别！但如果电流型的，就是一个串级控制，电流环是内环。电压环是外环。 |
|
|
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 是大师对晚辈们的不倦指导啊，谢谢大师对晚辈们的帮助！这些问题自己好多都有结论和想法，可是毕竟实战不够，所以不敢确定，就是希望能遇到高人，能直接了当的说，你那个想法是对的，你那个做法是对的。才敢记忆到自己脑子里去，要不然若记忆一个错的，还没有搞明白，日后是要出大问题的。以后工作了，要是刚好犯了这些错误的经验主义的错误，老板是要拿刀砍人的...... |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 哪里，哪里，谈不上指导，一点自己的看法而已，不一定都对。
补偿的问题，偶的看法是没有一定之规，没有正确答案一说，还是多摸索实践吧！车到山前必有路，就是这么个道理，办法总是有的。
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 恩恩，但是大师能将这个整个宏观的东西理解如此透彻，真的很是强大。对于我们这些晚辈而言，最害怕的就是方向不对，以致于埋头拉车，说不定就掉阴沟了，你给我们指明方向这就是最大的帮助，至少细节我们还可以埋头苦干，因为方向是对的！ |
|
|
|
| | | | | | | | | 我上面所说的那几个词，只是相对而言的，经典控制理论适合于线性系统，这个世界是没有绝对的线性系统。我说那个只是为了引出下面的一些不同，因为开关电源由于加了开关，所以这个已经不能用小信号直接进行分析，这也是为什么在saber中，不能用小信号交流分析来对开关电源直接进行频域的仿真，除非是进行建立了平均模型，这也就是为啥用tdsa那个东东来看的原因吧。因为在调试的时候，看到有人用经典控制理论中的PID理论对开关电源进行调试，我就想问这样的方式合不合适？根据在哪里？ |
|
|
| | | | | | | | | | | 可以认为在采样点上，开关电源很是接近线性电路，这个当然是在固定输入和负载以及理想化的基础上。
而取平均值，就是获得采样点的方法，这是本大师的个人看法，信不信油腻！
|
|
|
|
| | | | | | | | | | | 是啊，积分乃万恶之源啊！然而这是对于控制对象模型难以获得的情况下，人们才不得不使用ＰＩＤ。
但是对于模型基本固定的开关电源来说，ＰＩＤ可以用，也可以用其他方法，反正就是提供零点以补偿极点，这个补偿可能是完全抵消式样的补偿，也可能是补偿特定极点的零点补偿，例如－４０ｄｂ穿越了，就要用一个零点来补偿，原理就是这样了。如果有足够多而好的补偿电路，那么问题在固定参事的情况下，总会有良好的解决方式。
没有办法的办法采用ＰＩＤ，但响应过程未必最好，如果零点完全补偿极点，当然最好，至少也是因为PID可以提供一个零点，而输出电容本身就有一个，而且频率还基本固定，所以此时的PID可以起到展宽闭环带宽之作用。
对于开关电源，积分作用不像其他专业那样敏感，毕竟模型是基本固定的，在一定条件下！
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | 谢谢大师！所以说，我们在设计好了一个补偿网络之后，调试阶段，我们觉得这个输出之类的波形不好（稳态性不好等等），我们改变补偿，还是主要依据的开环传递函数的模型，譬如说，穿越频率点，低频增益够不够，高频衰减好不好，这些再转化为示波器上看到的时域很好的波形呢？就是时域波形------频域的bode图-------改变这个bode图------时域变好？ |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | 嗯，有道理！
的确有提高低频增益，高频衰减的说法！但是，这都是客观存在的现象，而且PID对于高频衰减未必有作用吧,II型补偿可能衰减高频。
穿越频率可以近似看作闭环的带宽，越大响应就越快，但未必不稳定，即振荡和超调可以很小。
不同的低频增益，转折频率，就有不同的时域相应过程，谁知道哪个好那个坏呢？可能会有一些经验数据吧？
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | 恩恩，一般也就是I II III 这三种补偿吧，但是III必然是最合适的，但是由于这个主电路的不确定因素，所以用这个III会把问题弄得更复杂，所以我一般不怎么用。根据想要的-主电路的=补偿的。看来这个还是需要在调试的时候对这个电路的深入理解，对输出波形的准确判断，才能配合处一个好的补偿网络。再次感谢大师！ |
|
|
| | | | | | | | | | | | | 刚没仔细看，明白大师的意思了。是不是你的意思，对于我们所研究的对象，如果其模型是确定的，就如开关电源一些开环bode图是可知的，对于一些其他的大型的（如电机系统）模型不可知，所以只能用PID来进行调节，但是开关电源元大多数知道其建模的模型，所以就直接用更为精准的频域分析，补偿就是最佳的手段，对吗？ |
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | 万分感谢！这是一只困扰我的问题，看书还是没看明白.悲剧，看来智商不够........... |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | 大师，你在实战中时如何辨别这个补偿是否合适的？你一般根据那些波形来判断的？输出电压波形，输入电流波形？你说的输出稳定，在示波器上，我们经常看到的是在某个时间区间里面的波形，能看到的就是纹波大小，稳不稳定（如电压不是直的，而是往上涨，或者下降，当然这个能说明反馈没有起作用，如果已经比较精细了，那还怎么调，希望达到一个近乎最佳的？），就是这个吗？我能否把开机瞬间的波形抓取出来（包括电压上升过程，稳定过程，来看超调，调节时间之类的，这个可以吗？依据是什么？），来判断这个补偿的好坏呢？ |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 就是输出电压的稳定问题，其他的不重要．
对于负载扰动，可以用方波变化的电子负载嘛，这样看波形就可以了。看的应该是包络，频率远低于开关频率。
关键看超调和振荡，如果不稳定的振荡，肯定不行。想更小的超调，可能要提高穿越频率，但可能会引起更大的振荡。能保证所有情况下，满意，主要是超调可能会是个波纹的指标。
负载变化比较随机，输入电压的变化一般不太大，因为频率补偿本质上就是针对输入变化的，所以问题不大，也可以用示波器看到阶跃响应过程。
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 恩恩，对，应该是包络，还有就是那个100hz或者120hz的包络线。这个也只有靠反馈来压下来了..... |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 不应该有１００ｈｚ的包络，因为穿越频率即使１ｋ，对于１００ｈｚ也应该问题不大，１０ｋ就更没问题。
或者说１００ｈｚ的开环放大倍数应该足够大，例如怎么也的大于４０ｄｂ为好。
如果不是这样，那就是补偿不好，出现的输出振荡！
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 恩恩，是不应该看到的，我说的是如果出现了，就说明这个补偿网络有问题，因为这个100hz的应该没补偿作用使他消失的 |
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | 抓紧时间，大师要走了。呵呵，我后面那个问题，就是在高频的情况下，由于一些分布参数，可能改变了我们理论上已经推证的一些开关电源开环的模型，如穿越点变了，低频增益也可能变了，那么我们在实际设计的时候，依据这个推证的来设计，是在一个理想的情况下设计出来的补偿，那么实际中由于其变了，所以补偿也就不合适了。这个时候，主电路开环模型已经变成呢个一个黑盒子了，那么在实际调试中，我就只能来摸索了，只能凑试了，大师还有别的方法吗？ |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | 恐怕你得穷尽可能的各种情况，力图保证所有情况下输出的稳定问题！
好在PID之类的还有一定的鲁棒性能，可以适应一定的不可能测变化。
|
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | 嗯，应该也可以吧相位裕量留大点，以防那些该死的可变因素影响了系统的稳定性，不过这个对动态性能有损伤......终归到一句话，还是要实战调试，估计天天实验，再天天总结，能得出个好结论来。 |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 和其他专业有所不同，开关电源主要还是负载扰动的问题，然而值得庆幸的是，即使输入变化不稳定，负载扰动依然可以稳定。
总的来说，作为保守的补偿参数，应该是穿越频率经可能小一些为好，这样适应性能会更好一些，毕竟如此相位裕量是比较大一些的。
|
|
|
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 能具体到电容电阻吗，给我们这些初学者提供点方法，万分感谢 |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 有的，你需要知道主电路的传递函数的表达式，这是其一。第二点：你采用的是几型的补偿网络，这里面说到底就是分子分母上面的零极点的位置，这个零极点也就是你补偿网络曲线的拐点，这些拐点对应的值的大小是可以确定的，就是零极点的值。这是与你补偿网络的电阻电容直接相关的，所以你查哈这些补偿网络的转折点的值，适当调节你的阻容值即可，但是一点要记住，你补偿的网络要与主电路结合后变成那个理想的曲线。 |
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 常见的电路拓扑结构的主电路传递函数，前辈们大多都已经推算出来了。张兴柱老师给出了很多，我们就不需要自己再去搞了。一般不确定的需要自己来测得或者查找的，就是输出电容的ESR，这其实也是客观的东西。自控里面，已经对我们想要的得到的理想幅频曲线给出来了，想想.............低频段，中频段，高频段那个三句真言，足矣。我们大多数时候只是懒得去演算，其实没事的时候可以做一些这样的电路的文档，需要的时候调出来，以逸待劳，有不对的再去修改一下即可！ |
|
|
|
|
收藏
分享
津公网安备 12010402000296号