Buck電路環路補償設計與模擬驗證！

本文原創於我的微信公眾號：電氣小青年。原文鏈接：Buck電路環路設計與模擬驗證！歡迎點擊原文閱讀。

最近許多粉絲向小青年反饋，剛開始學習電力電子和自動控制理論，或者剛開始接觸環路補償，對於實際應用中不知道如何設計補償網路參數，所以小青年特意整理了一份Buck型電路saber模擬實例哦！

模擬參數：假設輸入20Vdc，輸出10Vdc，電流10A，紋波電流0.3A，開關頻率65kHz。

首先計算電感感量，根據開關關斷時半個周期的電感電流波形可以得到L*di/dt=10，可以算出L=25uH，忽略電容ESR，取C=100uF。帶電阻負載。

用Saber模擬未加入補償網路時的Bode圖如下：

由模擬結果可得，諧振頻率在3.2kHz附近，與計算1/(2*pi*sqrt(LC))=3.183kHz相符。實際上，Buck型電路（例如：正激變換器、對稱驅動半橋變換器、對稱驅動全橋變換器、推挽變換器、相移控制全橋變換器、不對稱半橋變換器和半橋LLC變換器）未補償環Bode圖與buck電路相似。

假設目標帶寬為1kHz，相位餘量在45°以上。則未進行補償時，1kHz處幅值為17.34dB，相位滯後11°。

採用單零單極補償網路

補償網路的波特圖如下

則補償網路在1kHz處幅值應為-17.34dB，因為未補償時相位為-11°，單零單極補償網路相位最大滯後270°，此時相位餘量為79°，滿足45°相位的要求，故此時可不考慮相位餘量要求。

假設補償網路轉折頻率設定在3kHz，則在3kHz處，20log(R2/R1)=-17.34-20log3=-26.88dB，得出R2=1.36k，實際取值1.2k，則由1/2/pi/R2/C2=3kHz，得C2=44nF，實際取值47nF。計算實際相位滯後量為：270-arctan(Fco/Fz)+11=254°，相位餘量為96°。

實際模擬結果如下：

穿越頻率為1kHz左右，相位餘量為98°，幅頻曲線以-20dB穿越0dB。與計算值偏差較小，符合設計要求。

至此，Buck電源環路補償大功告成！

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