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楼主: confiope

[原创] 请教DC-DC和系统级高手!

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发表于 2010-6-11 17:07:20 | 显示全部楼层
是这样的,叫曾哥或者春哥都无所谓,他们都是“哥”。
是有这么个闭环增益,这里将它称为“运放的闭环增益”还勉强能接受(confiope 童鞋说的那个差分到单端的增益是开环增益,而另一部分人(包括我)指的是那个“入环路中的输入点到输出点的增益”),但如果是其他情形如bangap有两个反馈环,你就需要说清信号的路径是什么。

需要注意的是,对于单入单出的情况,当闭环配置完成,那么开环增益只存在在你的想象中了。
              而差入单出的情况,开环增益还在,这就是不同之处。
发表于 2010-6-11 17:12:04 | 显示全部楼层
另外据说:
Buck DCDC系统寄生的零点是个负零点,系统天然是稳定的,频率补偿是为了增加相位裕度。
而Boost系统寄生零点是个正零点需小心。
电流模情形下的斜坡补偿是需要的。
发表于 2010-6-11 20:30:26 | 显示全部楼层
我好像猜到你的问题了。你是说在闭环下EA工作在线性放大区,为什么没有表现出开环的80db高增益呢?那是因为你的EA处有补偿,因此EA的3db带宽大约在10kHz(假设你的开关频率为1MHz,如果EA以单极点20db/10倍频下降,在1M处增益就降为40db),而你所说的闭环的5mV输入量也是具有和开关频率一样的频率吧,而非直流输入量吧?那这5mv 的输入量只能被EA放大该频率点下EA的40db增益倍,即500mV。不知道我说的是不是你问的意思?
 楼主| 发表于 2010-6-12 09:17:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 confiope 于 2010-6-12 09:19 编辑

to :wind2000sp3
------------------
但是对于电流模式来说,负载的变化确实引起了直流工作点的变化,在举个例子:
200mA的时候,假设你的采样电流从1uA变到2uA,斜率是1uA/uS;
3A的时候,你的采样电流就相应变大了,从15uA变到16uA,斜率还是1uA/uS。
采样斜率不变,但是直流分量变了。这个采样电流如果流到一个100K的电阻上,那么直流分量就增加了140mV。因此,你的EA的输出的直流分量需要抬高140mV以适应新的直流工作点。
我在上上个回复的时候只是举个例子,我就是想说,输入电压和负载电流都会对反馈网络的直流工作点造成影响的。

你看看是这个理不?
---------------------------
直流工作点确实会因负载的不同发生改变,这个是当然的,
问题是怎么看待这种改变。
如果EA输出电压在200mA负载下输出0.4V,在3A下输出1.6V,
那么以你的观点,就是用EA输入失调来调节EA输出了,这个可以称之为系统失调了,不是工艺失调。
那么这个失调量怎么算呢 ?

是按运放的直流增益算吗?毕竟从0.4V到1.6V输出,所有的MOS管都在饱和区,虽然在运放的不同的输出电压下,增益会有所不同。
但是直流增益估计直流增益是75dB~88dB,按这个算,失调量有显得大了,毕竟有将近1mV的输入失调,
输出电压只有1.2V的改变,
上面是以你失调的观点看的。
而且不仅是我的这个电路,别人做的DC-DC按照这种方法来算,都会发现LOAD REGULATION会比理论值大很多。也就是轻载和重载下,输出电压的差值比理论值要大很多。如果你做过DC-DC不管是BUCK还是BOOST,都可以用这种方法试试!

换一种思路,就是我以前的观点,
因为毕竟EA所有的MOS管都在饱和区,EA从0.4V到1.6V的输出,
可以算出EA的差模信号,
但是在闭环情况下的,
闭环增益 :A/(1+AF)
这样闭环增益又少的可怜。理论和结果还是不符。
 楼主| 发表于 2010-6-12 09:27:07 | 显示全部楼层


我好像猜到你的问题了。你是说在闭环下EA工作在线性放大区,为什么没有表现出开环的80db高增益呢?那是因为你的EA处有补偿,因此EA的3db带宽大约在10kHz(假设你的开关频率为1MHz,如果EA以单极点20db/10倍频下降,在 ...
woshixiaocao 发表于 2010-6-11 20:30



--------------
现在说的直流,和你说的高中频没有关系.
高中频的增益只和误差放大器输出电压波动有关,那个波动电压通常在100mV上下。
和误差放大器的输出电压的直流电没有关系
发表于 2010-6-12 10:02:20 | 显示全部楼层
to confiope :
你起的名字“系统失调”有些不对。因为对于电流模式来说,他的控制环路是双环路的。对于电流环路,他不仅提供了增益,而且这个增益还是非线性的。等效来说,这个增益就是个Gm。对于电压环路,它是叠加到电流环路上的。你在思考的总是电压环路的闭环增益。在一阶等效的前提下,可以这么做,那么电流环路对整个电路的影响就是直流工作点的漂移。对于这个直流工作点的漂移,你非要用电压环路来理解,那就很难了。
其实就像我上面的某一个回复所说的,你需要对整个传输函数列出一个数学公式来,在数学公式中你就能很好的理解和预计电流环路和负载电流对电压环路如何影响了。
多说一点,如果你做DC-DC的时间足够长,你应该能理解到,在二阶模型里面,电流环路也会对电压环路的小信号特性也会产生影响:在增益上,它会引入一个非线性的量;在相位裕度上,他会否定一阶模型中“对电感等效为一个恒流源”的近似,而是引入Q值考量Q值对输出级双极点的影响。

具体的理论知识请参考:《Fundamentals of Power Electronics》这本书,如果有兴趣,你也能建立出一个基于VerilogA或者Matlab的二阶等效的Behavior模型,然后模拟一下你就了解了。
 楼主| 发表于 2010-6-12 12:55:32 | 显示全部楼层


to confiope :
你起的名字“系统失调”有些不对。因为对于电流模式来说,他的控制环路是双环路的。对于电流环路,他不仅提供了增益,而且这个增益还是非线性的。等效来说,这个增益就是个Gm。对于电压环路,它是叠加 ...
wind2000sp3 发表于 2010-6-12 10:02


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DC-DC的matlab模型N久就建了
电流环特点的基础知识也不需要你在这里普及。

我说的从EA输出到芯片输出电压肯定是包含电流内环的。
虽然包含了电流内环了,但是相对于整个系统环路,算上EA和输出的电阻分压反馈的话,
它还是可以看成一个增益级,这样子很容易理解,算起来思路清晰。
特别补充一下,包括电流环,
EA输出到芯片输出的开环增益大约是几dB

这里不太好写公式,所以没有一一写出,
但是行家自然知道我说的什么
发表于 2010-6-12 13:20:44 | 显示全部楼层
额,咋看着您还有点情绪了呢。算了不争了,我的意思反正您也明白只不过不同意而已。说实话我也虽然不太同意您的观点,但是也看明白了。看来我说的很可能也不对,我再闭门思过好好学习吧。
 楼主| 发表于 2010-6-12 13:45:34 | 显示全部楼层
本帖最后由 confiope 于 2010-6-12 13:47 编辑


额,咋看着您还有点情绪了呢。算了不争了,我的意思反正您也明白只不过不同意而已。说实话我也虽然不太同意您的观点,但是也看明白了。看来我说的很可能也不对,我再闭门思过好好学习吧。
wind2000sp3 发表于 2010-6-12 13:20



呵呵,情绪倒没有。
只是现在问题还没有明白,

我的问题换个说法,就是如何计算负载调整率,
输入输出电压不变,也不用考虑版图工艺上的偏差。

你说的在3A负载下和200mA静态工作点不同,
这也是对的,
200mA负载EA输出在0.4V左右,3A负载,EA输出在1.6V左右,

但是这也能理论计算出对输出电压的影响吧,
你说失调也好,静态工作点变化也好,总有个理论计算方法吧,
总不能说仿出来是多少就是多少,流出来是多少就是多少。
发表于 2010-6-12 14:18:16 | 显示全部楼层
那就再多说点,再举个例子:
假设你的电流取样系数是1/10k,忽略你的谐波补偿,然后你的锯齿波是通过一个支流电流和采样电流流在一个电阻Rslop=10K上。那么当负载200mA时,你的锯齿波的直流分量为:200mA*10KOhms/10000=200mV;当负载是3A时,你的锯齿波的直流分量为,3A*10KOhms/10000=3V。在其他条件不变的情况下,EA的输出需要Duty保持恒定,所以EA的直流输出需要变化3V-200mV=2.8V。
就是这么个意思。

如果你的谐波补偿是线性的,那么不影响上面的计算;如果是分段式的,那么需要分段考虑;如果是非线性的(2次函数)那么就需要将非线性因素加入计算,当然就复杂了,所以还是用模拟仿一下,知道大概情况就行了。
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