为什么电压模DC-DC输出级是双级点而电流模是单极点？

mercybucher

1.如题，电流模是如何把双极点的电压模转换成为单极点的？2.电流模的除了容易补偿外，比起电压模的还有什么优势？

xi8meng

1、我的直观理解是：电压模是一个单环系统，其环路中包含一个L和一个C，所以是一个两阶系统；而电流模包含两个环路，一个包含L的电流环，一个是L,C组成的电压环，这两个环路最终通过PWM比较器汇合到一起，在这里实际相当于做“减法”。LC组成二阶系统中由L导致的延迟因素会被电流环所抵消。所以整个电路就是一个只包含C的单级点系统。当然详细公式推导可以参见《fundamental of power electronics 》。
2、电流模是一个单极点系统，除了容易补偿外，其环路的响应速度会因为电流环的存在而比电压模快，因为输出电压相位总是延迟于电感电流的。但电流模不仅需要检测电感电流，还要求有斜坡补偿，这也使得电路相对复杂一些，而且电流模容易受到噪声的干扰。
希望这些对你有用

mercybucher

回复 2# xi8meng

非常感谢你的解答。

我查了一些资料，加上你的直观理解我的结论是：由于电流环的引进使得L的极点被推到了很远的地方，功率级变成了一个恒流源充电容电阻的模型，所以成为单极点了。不知道这样理解对不对。


另外一个问题，是不是不管电流模还是电压模，在ea的输出级都需要做频率补偿。只是电流模的补偿简单一点，电压模的可能要补个零点才能保证整个环路是单极点？

xi8meng

回复 3# mercybucher
嗯，可以这样理解。电压环为电流环采样的电流提供参考，电感就好像由电压环（输出电压）控制的一个电流源，所以在稳态的时候，就如同一个恒流源对电容，负载充电。电流流和电压模都需要进行补偿，但电流模的补偿相比电压模要简单些，因为电压模的环路增益本身与输入电压、负载有关，这就要求其补偿应该按照最坏情况进行补偿。而电流模DCDC中输出之间与电源电压之间的关系要弱，电流模就是本身就如同一个前馈电路，即当电源电压变化时，电流环直接抑制了电感电流的变化，从而削弱对输出电压的影响。所以其补偿方案相对简单，但两者的补偿方式实际上是差不多的。

mercybucher

回复 4# xi8meng

对于电压模，你提到补偿应该按最坏情况补偿，是指把零点放在输出级最坏极点之前吗？那这个零点做的很小对电路有什么影响吗？还是这个零点不容易做的很小使得补偿比较难做？

mk2003

嵌套式反馈，电流环路一般要比大环先反馈过来，电感极点被推倒电流环路的闭环带宽。在系统大环0db点以外，所以近似为只有输出rc极点。个人理解。。

dada363324

电流环路： 电感中的电流是受EA输出控制的。。这样你看到的结果是输出产生一个EA*gm的电流，最后被电容滤波，所以看到的是一个单极点。

电压环路：ＥＡ控制的是ＳＷ上的占空比。　这样你看到ＳＷ上的电压是ＥＡ*Av．这个SW被电感电容组成的LC电路滤波，产生双极点。

xi8meng

回复 5# mercybucher

这个要取决于你的补偿方式，有采用2型补偿的，有采用3型补偿的。片上集成的一般为2型补偿，即在带宽内引入一低频零点。该零点的位置要综合考虑，低的零点意味着大的电阻或大的电容，必然会导致大的芯片面积。当然太高了，也就无法得到足够的相位裕度。我们通常将该零点置于LC谐振极点附近。一家之见，欢迎交流。

kedacai

1、我的直观理解是：电压模是一个单环系统，其环路中包含一个L和一个C，所以是一个两阶系统；而电流模包含两 ...
xi8meng 发表于 2012-5-18 00:08

                               
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    电压模带宽比电流模大，为什么你说电流模响应更快呢？

xi8meng

回复 9# kedacai

我觉得电流模的带宽不比电压模低，而是高一些；实际上整个环路的带宽主要不是取决于电流模或电压模，而是开关频率决定的。速度快可以这样理解，输入电压的变化，先是通过改变电感电流的变化再引起输出电压变化，电流环的存在可以在输出电压变化之前，控制电感电流来实现更快的调节。