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[参考译文] UC2844:关于 FRA

Guru**** 2668435 points

Other Parts Discussed in Thread: UC2844

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1587609/uc2844-about-fra

部件号: UC2844

尊敬的 团队:

我正在评估 UC2844 电源、但有一些问题。  

  1. FRA 测量期间负载的影响:
    输出负载的大小是否会影响 FRA 测量的结果? 如果是、应在什么条件下进行测量? 数据表显示输出极点 (FP1) 和右半平面零点 (fRHPZ) 受 Rout 的影响。 在最坏情况下(最大负载)执行 FRA 是否正确?
  2. 多输出变压器的注意事项:
    对于具有单个初级绕组和多个次级绕组的变压器、在补偿环路设计和稳定性评估中应该考虑什么? 是否应使用所有输出中最严重的负载条件进行评估?
    此外、您能否解释一下多输出变压器中输出 1 和输出 2(次级绕组)之间的操作差异?
  3. 增益裕度评估方法:
    在 FRA 测量期间、相位反转发生在 100kHz 左右、导致多个交叉点。 在这种情况下、如何正确评估增益裕度? 是否应优先考虑最低频率交叉点?
    此外、测得的闭环相位的起点与数据表中所示的起点不同。 造成这种差异的原因可能是什么?
  4. 高频下的相位反转:
    如果在波特图中高于开关频率 (fSW) 的频率下观察到相位反转、是否担心振荡、建议采取哪些对策?
  5. 光耦合器输出端的旁路电容器:
    如果在光耦合器的输出端子之间添加一个旁路电容器(例如 0.1uF)、该电容器连接到误差放大器之后 UC2844 的 FB 引脚、以降低噪声、这是否会影响补偿环路的稳定性?
  6. FRA 测量的目的:
    虽然 FRA 通常用于确认相位裕度、增益裕度并防止振荡/提高稳定性、但它是否也有助于降低纹波噪声?

感谢您的支持。

此致、

Maia

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、

    以下是有关  UC2844 电源评估的问题答案。

    1. FRA 测量过程中负载的影响
    是的、 输出负载的大小会显著影响 FRA 测量结果 、因为系统的动态特性(如反激式/升压转换器中的输出极点和右半平面零点)与负载相关。  
    • 最坏情况: 应在 最坏情况(最大负载)下进行测量、这是正确的。 最大负载时的稳定性裕度通常最小、并且在这些条件下、转换器更容易不稳定或瞬态响应不佳。
    • DCM 与 CCM: 如果电源在连续导通模式 (CCM) 和不连续导通模式 (DCM) 之间转换、环路特性也会发生变化、这通常在轻负载下发生。 最好在不同负载和线路条件下执行稳定性测量、以便在设计的工作范围内全面表征该设计
    2.多输出变压器的注意事项
    • 补偿环路设计和稳定性评估: 在多输出电源中、控制环路通常仅直接调节一个输出(“主“输出)。 其他输出的调节不太严格、其电压取决于耦合和负载平衡。 为了进行稳定性评估、您应该在  所有输出最严重的负载组合下测试系统、尤其是导致最低稳定性裕度的条件(通常是稳压输出上的最大负载,以及其他输出上可能导致交叉调节问题的特定负载)。
    • 输出之间的运行差异: 主要区别在于调节精度。 稳压输出将严格控制在目标电压范围内、而其他输出的电压变化(交叉调节误差)取决于所有绕组上的负载和变压器的漏电感。 每个次级侧上的电压由初级电压、占空比、开关频率以及与该特定绕组的匝数比决定、但反馈环路仅监控一个绕组、使其他绕组易受变化的影响。
    3.增益裕度评估方法
    • 多个交叉点: 如果相位反转(例如 100kHz 左右的相位下降)导致多个交叉 点(增益超过 0dB)、则应优先考虑最低频率交叉点 、以评估传统意义上的增益裕度、因为稳定性由相位在 0dB 增益时最接近–180°的点决定。 非常高的频率(高于 fSW /2) 下)下的行为通常对平均小信号模型没有意义。
    • 起始点差异: 测得的起始闭环相位和数据表(或预期的 0°/ 180°启动)之间的差异可能是由测量噪声、测试设备负载效应或测量设置本身引起的(例如,为方便起见,软件自动绘制相位为相位+ 180°)。 确保探头接地引线连接正确且靠近 IC 的信号接地端、以更大限度地减少噪声和负载问题。
    4、高频相位反转
    如果在  波特图中高于开关频率 (fSW) 的频率下观察到相位反转、则通常不会有什么问题、因为用于环路补偿分析的平均小信号模型在达到 BOTC/2 之前的有效期 fSW。 超过此频率的 Z 字形或奇怪曲线通常被认为对稳定性评估没有意义。 关键是为确保稳定性、环路增益应通过开关频率降低到远低于 0dB。
    5.光耦合器输出端的旁路电容器
    是的、在光耦合器的输出端子之间添加一个旁路电容器(例如 0.1uF)(连接到误差放大器之后的 FB 引脚)以降低噪声 将影响补偿环路的稳定性。 该电容器向反馈网络添加一个极点。 您基本上是添加或修改作为精心设计的补偿网络一部分的组件 (2 类或 3 类网络中的 Cthp)。 在环路补偿计算中需要考虑该电容器的值、以确保系统保持稳定并具有足够的相位/增益裕度
    6. FRA 测量的目的
    虽然 FRA 的主要目的是确认 相位裕度、增益裕度并防止振荡 (确保稳定性)、但并不直接帮助降低纹波噪声。 纹波噪声主要是输出特性、由开关频率、输出电容值 (ESR/ESL) 和电感器值决定。 环路补偿设计可以改善瞬态响应(输出从负载变化中恢复的速度)、这可以间接管理  负载瞬态期间的过冲/下冲、但不能管理固有的周期性纹波噪声。  
    希望这有所帮助。
    此致、
    Pratik A.