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看《開關電源設計》中疑惑，望大哥大姐們解惑！

根據(jù)《開關電源設計》中提到的系統(tǒng)穩(wěn)定的準則：穿越頻率處相位裕量至少要大于45.

我從頭分析下我的疑問哈，麻煩高手們給予解惑：

反饋環(huán)路的閉環(huán)增益為：Af＝A/(1+AF)，當|AF|=1且AF相位角為180時，系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩。

根據(jù)系統(tǒng)振蕩所需要的兩個條件推出在|AF|=1，即開環(huán)增益|A|為0dB時，相位裕量大于45度，即可使系統(tǒng)穩(wěn)定。

當相位裕量＝0度時，|AF|=1即表示:Xf＝Xi系統(tǒng)振蕩 。但當Xf>Xi的時候，同樣會發(fā)生系統(tǒng)振蕩（只是受制于反饋環(huán)的放大倍數(shù)的限制，到一定時刻就會達到穩(wěn)定的振蕩幅度）。

我的疑問是：穿越頻率處|A|＝0dB，相位裕量大于45度可使系統(tǒng)穩(wěn)定。|A|>0dB的那一段是否也同樣需要相位裕量呢？為何只關注|A|＝0dB這一點呢？

 

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erikzhao
LV.3
2
2011-09-23 17:01

另外論壇里看到另外一個帖子：http://bbs.dianyuan.com/topic/716087#wraper

貼中  第12帖  xiwangcumt提到的問題：.....但是若我們在穿越頻率處使環(huán)路的斜率為0，即水平，不知道系統(tǒng)的穩(wěn)定性如何？

能否給于解答呢？

最后個問題：該貼中提到了“反饋回路的相移計算方法”－－venable威納波爾法，網(wǎng)上基本上是沒有介紹的，有人有相關資料嗎？

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erikzhao
LV.3
3
2011-09-23 17:17
@erikzhao
另外論壇里看到另外一個帖子：http://bbs.dianyuan.com/topic/716087#wraper貼中 第12帖  xiwangcumt提到的問題：.....但是若我們在穿越頻率處使環(huán)路的斜率為0，即水平，不知道系統(tǒng)的穩(wěn)定性如何？能否給于解答呢？最后個問題：該貼中提到了“反饋回路的相移計算方法”－－venable威納波爾法，網(wǎng)上基本上是沒有介紹的，有人有相關資料嗎？

坐等1個小時

 

知道的大俠給予解惑...

不知道是我想牛角尖里了，還是理解的不對...

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2011-09-23 17:23

樓主，我替你頂頂??！這塊都忘了，下去要熟悉熟悉。

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erikzhao
LV.3
5
2011-09-23 17:33
還有40分鐘，不急，坐等老師出現(xiàn)
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erikzhao
LV.3
6
2011-09-23 20:34
還是沒有人給個答案，高手呢？
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2011-09-23 21:57
首先你要清楚為什么最小是45度
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2011-09-23 22:17
@二手電工
首先你要清楚為什么最小是45度

 

以上是直流增益為1時，閉環(huán)增益與單位增益時的相位之間的關系曲線。(點擊看大圖)

我們希望的是DC增益能夠保證，在其他頻率時，可以視為干擾，并且它們越小越好，是一個衰減的趨勢，從圖中可以看出來，120度是增益為1的臨界點，也就是說該點左側肯定是穩(wěn)定的，對應的頻率分量都衰減了，45度的時候，對應的大概是2，雖然會出現(xiàn)過沖，但還不大，而且經過兩次以后可以衰減掉，所以對于相位裕量

最好是60度，最少45度。

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erikzhao
LV.3
9
2011-09-24 00:08
@二手電工
[圖片] 以上是直流增益為1時，閉環(huán)增益與單位增益時的相位之間的關系曲線。(點擊看大圖)我們希望的是DC增益能夠保證，在其他頻率時，可以視為干擾，并且它們越小越好，是一個衰減的趨勢，從圖中可以看出來，120度是增益為1的臨界點，也就是說該點左側肯定是穩(wěn)定的，對應的頻率分量都衰減了，45度的時候，對應的大概是2，雖然會出現(xiàn)過沖，但還不大，而且經過兩次以后可以衰減掉，所以對于相位裕量最好是60度，最少45度。

電工，你可能誤解我的意思了。

我問的是：為何只考慮在|AF|=1 這一點的相位裕量來判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定。

當|AF|<1時，Xf

當|AF|=1 時，Xf=Xi，系統(tǒng)裕量大于45度，系統(tǒng)也可認為是穩(wěn)定的。

 但當|AF|>1 時，Xf>Xi，這時同樣需要系統(tǒng)裕量大于45度，為何這段是沒有考慮進來的呢？

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2011-09-24 14:43
@二手電工
首先你要清楚為什么最小是45度
電工，等您接著講啊~~~
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amonson
LV.8
11
2011-09-25 07:18
@erikzhao
電工，你可能誤解我的意思了。我問的是：為何只考慮在|AF|=1這一點的相位裕量來判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定。當|AF|Xi，這時同樣需要系統(tǒng)裕量大于45度，為何這段是沒有考慮進來的呢？

對開關電源來講，因為是負反饋，所以當|AF|>1 時，Xf>Xi，系統(tǒng)穩(wěn)定；當|AF|=1 時，Xf=Xi，系統(tǒng)裕量大于45度，系統(tǒng)也可認為是穩(wěn)定的；當|AF|<1時，Xf

因此，高于開關電源穿越頻率的干擾是直通的，我們需要額外的低通濾波器來抑制高頻干擾。

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2011-09-25 09:39
@amonson
對開關電源來講，因為是負反饋，所以當|AF|>1時，Xf>Xi，系統(tǒng)穩(wěn)定；當|AF|=1時，Xf=Xi，系統(tǒng)裕量大于45度，系統(tǒng)也可認為是穩(wěn)定的；當|AF|

關于這個問題，正在學習中。謝謝指點！

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ctx1211
LV.7
13
2011-09-25 10:54
@電源網(wǎng)-源源
電工，等您接著講啊~~~
反饋是難題啊，坐等聽課
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cheng111
LV.11
14
2011-09-25 13:58
@erikzhao
電工，你可能誤解我的意思了。我問的是：為何只考慮在|AF|=1這一點的相位裕量來判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定。當|AF|Xi，這時同樣需要系統(tǒng)裕量大于45度，為何這段是沒有考慮進來的呢？
以前模電書上不是有介紹嘛，肯定考慮反饋的問題咯。看是正反饋還是負反饋，
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2011-09-25 23:16
@cheng111
以前模電書上不是有介紹嘛，肯定考慮反饋的問題咯?？词钦答佭€是負反饋，
旅長回答的有些含糊啊，詳細講解??！
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erikzhao
LV.3
16
2011-09-26 10:09
@amonson
對開關電源來講，因為是負反饋，所以當|AF|>1時，Xf>Xi，系統(tǒng)穩(wěn)定；當|AF|=1時，Xf=Xi，系統(tǒng)裕量大于45度，系統(tǒng)也可認為是穩(wěn)定的；當|AF|

所以當|AF|>1 時，反饋信號都大于輸入信號，如果相位沒有裕量，系統(tǒng)怎么穩(wěn)定？

 

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hourdown
LV.6
17
2011-09-26 10:27

呵呵，前面寫的比較混亂 不知道是你沒看懂 還是我沒學好，

最后一問倒是看明白了，很多很多時候大于0dB的區(qū)域相頻特性比0dB點的相位裕度更重要

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hourdown
LV.6
18
2011-09-26 10:28
@hourdown
呵呵，前面寫的比較混亂不知道是你沒看懂還是我沒學好，最后一問倒是看明白了，很多很多時候大于0dB的區(qū)域相頻特性比0dB點的相位裕度更重要
吐槽下 電源網(wǎng)在火狐 谷歌瀏覽器都打不開 登陸小窗啊
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erikzhao
LV.3
19
2011-09-26 10:41
@hourdown
呵呵，前面寫的比較混亂不知道是你沒看懂還是我沒學好，最后一問倒是看明白了，很多很多時候大于0dB的區(qū)域相頻特性比0dB點的相位裕度更重要

嘿嘿，有疑惑就說明我沒看懂，所以表達起來也就比較混亂。

有時想弄明白一個問題，其實好麻煩的，就一個系統(tǒng)穩(wěn)定性，我差不多都快看到勞斯判據(jù)了...

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hourdown
LV.6
20
2011-09-26 10:50
@erikzhao
嘿嘿，有疑惑就說明我沒看懂，所以表達起來也就比較混亂。有時想弄明白一個問題，其實好麻煩的，就一個系統(tǒng)穩(wěn)定性，我差不多都快看到勞斯判據(jù)了...

勞斯。。。做電源是做工程，以簡潔實用為主

如果有個公式上百個參數(shù) 但是能很好的建模開關電源各個方面，你覺得會有人用嗎？

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cheng111
LV.11
21
2011-09-26 12:49
@笨小孩1114
旅長回答的有些含糊啊，詳細講解??！
正反饋是會導致振蕩的，這也是為什么一個諧振電路使用正反饋了。上面看|AF|？1比較大小和相位就是這個原因。
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2011-09-26 16:19
@erikzhao
電工，你可能誤解我的意思了。我問的是：為何只考慮在|AF|=1這一點的相位裕量來判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定。當|AF|Xi，這時同樣需要系統(tǒng)裕量大于45度，為何這段是沒有考慮進來的呢？
我整理下思路，稍后試著說一說，道理不難，講清楚不知道容易不。
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2011-09-26 17:55
@erikzhao
電工，你可能誤解我的意思了。我問的是：為何只考慮在|AF|=1這一點的相位裕量來判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定。當|AF|Xi，這時同樣需要系統(tǒng)裕量大于45度，為何這段是沒有考慮進來的呢？

因為有一些公式，所以我用手寫了自己的解釋，多跟大家交流交流

（點擊可看大圖）

 

Fig3中的陰影區(qū)域是不穩(wěn)定區(qū)域，畫圖時疏忽了，邊界不是單位圓，而是如下圖所示的藍色橢圓內。如下圖

 

絕大多數(shù)情況下，當相位裕量大于45度時，其奈奎斯特曲線不會進入藍色橢圓禁區(qū)，所以在整個頻域范圍內，都不會發(fā)散過沖。

所以只需要考慮相位裕量就能夠判斷整個系統(tǒng)是否穩(wěn)定。

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2011-09-26 18:20
@二手電工
因為有一些公式，所以我用手寫了自己的解釋，多跟大家交流交流（點擊可看大圖）[圖片] Fig3中的陰影區(qū)域是不穩(wěn)定區(qū)域，畫圖時疏忽了，邊界不是單位圓，而是如下圖所示的藍色橢圓內。如下圖[圖片] 絕大多數(shù)情況下，當相位裕量大于45度時，其奈奎斯特曲線不會進入藍色橢圓禁區(qū)，所以在整個頻域范圍內，都不會發(fā)散過沖。所以只需要考慮相位裕量就能夠判斷整個系統(tǒng)是否穩(wěn)定。
感覺越來越模糊了啊。慢慢分析中...
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2011-09-26 18:34
@笨小孩1114
感覺越來越模糊了啊。慢慢分析中...
其實，只需要結論就好，這個解釋過程對于大部分人來說，沒有必要，因為應用中幾乎不用到。
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2011-09-26 18:50
@二手電工
其實，只需要結論就好，這個解釋過程對于大部分人來說，沒有必要，因為應用中幾乎不用到。
今天問了幾個周圍的人，都說不清楚！自己現(xiàn)在慢慢分析中....
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2011-09-26 20:50
@笨小孩1114
今天問了幾個周圍的人，都說不清楚！自己現(xiàn)在慢慢分析中....
我更新了下原來的回復，這個更精確些。
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erikzhao
LV.3
28
2011-09-26 23:16
@二手電工
我更新了下原來的回復，這個更精確些。

非常謝謝電工?。?！

 

笨小孩，看來我們還要繼續(xù)努力學習啊

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2011-09-27 08:38
@erikzhao
[圖片]非常謝謝電工！??！ 笨小孩，看來我們還要繼續(xù)努力學習啊[圖片]

電工灰常給力！努力，那是必須的啊！謝謝電工

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silian獨
LV.1
30
2011-10-10 09:48
@amonson
對開關電源來講，因為是負反饋，所以當|AF|>1時，Xf>Xi，系統(tǒng)穩(wěn)定；當|AF|=1時，Xf=Xi，系統(tǒng)裕量大于45度，系統(tǒng)也可認為是穩(wěn)定的；當|AF|
學習?。。?！
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cx123
LV.2
31
2013-01-22 14:02
@hourdown
勞斯。。。做電源是做工程，以簡潔實用為主如果有個公式上百個參數(shù)但是能很好的建模開關電源各個方面，你覺得會有人用嗎？

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立
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