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未解决

求教如何从bode图直观判断系统稳定

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crui7246
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LV6
高级工程师
  • 2021-3-30 10:20:46
10问答币
最近在做一款数字电源BUCK
工作频率:200kHz
设计的目标穿越频率:5kHz
搞了好久,实在没法搞定稳定问题,望各位环路大牛们帮帮忙。

上传了补偿前和补偿后的bode图。有几个搞不懂的问题~~

1.从Bode图上看相位裕度达到59度,但实测系统输出不是很稳定。
2.从相位图上看,虽然穿越频率点5kHz的相位余量有59度,但在2K~4K左右的频率点相位很小,这个影响会不会很大。
3.另外在低频,相位曲线毕竟0度左右,这样有问题吗?

对于环路补偿的东西,真实越开越迷茫啊~~

补偿前.png (41.58 KB, 下载次数: 55)

BUCK补偿前的开环Bode图

BUCK补偿前的开环Bode图

补偿后.png (87.94 KB, 下载次数: 64)

补偿后的Bode图

补偿后的Bode图
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Furious
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LV6
高级工程师
  • 2021-3-30 10:39:07
  • 倒数9
 
首先你的相位曲线为啥是从-90°开始掉?这曲线哪里来的?相位曲线有问题,我看到的要不从0°(相位曲线)要不从90°(方便看相位裕度)开始掉
1.系统不稳定你指的是怎么个不稳定法?可以告知?其实从波特图判断系统稳定有三条:
A.相位裕度是否大于45°,如果输入电压、负载、温度变化范围非常大, 相位裕度不应小于30度。
B.增益裕度大于12dB
C.穿越频率按20dB/Dec闭合,频带宽度一般为开关频率的1/20~1/6。
2.看过零点就可以
3.低频相位曲线本来就应该为0°
4.你补偿后相位曲线那几个点是反转而已,不能说不稳定,意思是相位达到180°或者-180°人家没法加到181°或者-181°,所有相位开始新周期了!一个圆一样,你从0°逆时针跑到360°,你再逆时针跑总不能到361°呀,要从0°开始重新算!

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crui7246
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LV6
高级工程师
  • 2021-3-30 11:27:21
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1. 未补偿前的开环相位确实是从0开始,但在PID补偿后,由于PID本身自带一个零极点,应该是从-90度开始吧??
2. 你说的这三个判据,其实从波特图上来看是满足的,但是确实会有不规则的波动。或许不一定是环路设计的问题,也有可能是采样的问题。
4. 你说的那个并不是-180或者360之类的翻转哦,相位图上没有达到反转点哦。上面的圆圈在-30度左右,下面的圆圈在-150度左右。(主要个人并不是很确定,在穿越频率点左边的低频部分,如果相位接近-180的时候会不会系统不稳定)
tigerzhang100
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LV8
副总工程师
  • 2021-3-30 14:29:08
  • 倒数7
 
环路稳定,除了相位裕度,还有一个重要的就是干扰,包括采样,基准和反馈电路。环路参数在不同产品中不一样,最主要的原因是因为干扰。

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Furious
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LV6
高级工程师
  • 2021-3-30 14:45:36
  • 倒数6
 
4.这个是采样问题,本来是要到0°或者-180°翻转的,但是在转换处你只能采样一定数目的点,所有造成你没有采到0°和-180°,而是采到你现在的度数,如果你把那一小段单独拿出来加大采样点数,我相信可以看到0°和-180°转换,至少是更接近这两个值!
nc965
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版主
  • 2021-3-30 23:56:23
  • 倒数5
 
还是直接看输出波形最直观

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ygtjcng1
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LV8
副总工程师
  • 2021-3-31 13:27:19
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相位裕度满足了,你的幅值裕度在哪里?这2个缺一不可。而且你都闭环了,看看你的带宽满足了吗?



能源消耗
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LV10
总工程师
  • 2021-4-1 15:52:41
  • 倒数3
 
我到现在都没有对环路增益的研究和理解。 从来也没有遇到环路不稳问题,一般都是更换数值调试稳定。

请教大家:这波特图是用什么设备检测的。是图示仪吗?   真的很汗。
Furious
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LV6
高级工程师
  • 2021-4-7 14:34:29
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有环路分析测试仪
PNWZDL
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