Hi，大家好，我是编程小6，很荣幸遇见你，我把这些年在开发过程中遇到的问题或想法写出来，今天说一说用simplis验证环路理论（二）「建议收藏」,希望能够帮助你!!!。

我们来看一下隔离电源的开环特性。

事实上，对于电压型控制来说，大部分的隔离电源的小信号模型，都可以遵循三个基本拓扑的模型。无非是插入了一个带有变比的变压器而已。但是对于少数的拓扑来说，确实有不同之处。

先来看一个理想的反激电源

这里变压器变比为2:1， 初级电感为80uH

如果把这个反激等效为buckboost，可以发现和帖子（-）里面的buckboost是一样的，那么波特图是否一样呢？

对比一下，的确是一样的。

这就说明，要得到flyback的小信号模型，只要先把它等效为buckboost，就可以直接套用书中的公式了。

对于传统的正激来说，同样可以等效为buck电路

从波特图来看，依然是个典型的双极点特性。

那么双管正激呢？

完全一样的特性

那么如果是ACF呢？

对于一个理想的电压型ACF来说，实际上小信号模型和buck是一致的，但是在理论的数学模型中，励磁电感和钳位电容会导致一对极点，和一对零点。但是这两对零极点在不考虑寄生参数的ACF中，又是完美重叠的，所以不需要考虑。

当然在考虑寄生参数之后，这两对零极点会带来少少的影响，但是我认为影响并不很关键。

来看一下仿真结果：

基本上还是一个典型的双极点特性，但是如果仔细看，就会发现在10多K的地方，曲线出现了一个小波折。

那就是励磁电感和钳位电容产生的零极点没有完美重合的产物。

但是这个零极点到底如何计算呢？我一下子没有找到文献。但是可以肯定的是，必定和该LC的谐振点有关。我的印象中是，先把L和C分别÷（1-D)，然后再算出谐振频率。就在这个频率点附近。

所以如果要消除这个对环路的影响，在一定的前提下，LC的谐振好点越高越好。

那么如果是传统半桥呢？下图为开关频率为250Khz（单个开关管的频率）的半桥

一下波特图

除了典型的双极点特性之外，发现在250Khz处有一个复杂的现象。

那是因为变压器的励磁电感和桥臂电容形成的，但是令人放心的是，这个频率点是固定的，为开关频率处，显然是远远低于一般环路的穿越频率，完全可以忽略。

那么全桥呢，还是开关频率为250Khz的全桥

可以看到是非常典型的双极点特性

那么如果全桥具有隔直电容呢？

加入隔直电容之后，环路特性出现和半桥相同的特点，就是在开关频率处出现一个复杂的现象，同样是励磁电感和隔直电容的作用。

接下去，我们来看一个小信号模型非常复杂的拓扑：

非对称控制半桥（电压型控制）

非对称半桥的小信号模型非常复杂，根据文献的描述，该拓扑的小信号模型中具有：

四个极点和两个零点。

其中两个极点是输出LC滤波器造成的，这个是典型的buck特性。

但是另外的两个极点和零点是变压器励磁电感和桥臂电容的缘故，但是庆幸的是，这两对东东靠的的非常近。但是即便如此，也会给环路稳定性带来不少的麻烦。

输出LC带来的双极点很明显，就是该LC的谐振频率点。

那么另外一对极点在哪呢？

这里Cp就是桥臂电容，如果是两个桥臂电容，就是这两个电容并联

Leq是

这两个电感的并联，Lm是励磁电感，Lf是输出电感值，N‘是

这里n是变压器 单个次级绕组/初级绕组 比值

D是占空比（小于0.5）

那么那对零点呢？

在这里：

来看一个AHB

这里Lm为500uH，D为0.25，n=0.2

计算一下可以知道：

输出LC导致的双极点在3.5K

初级LC导致的双极点在8.7K

双零点在10K左右

看一下仿真结果

由于初级LC谐振点对环路造成了不良影响，所以在设计AHB的时候要特别注意这一点。

通常的做法有两种，一种是让该谐振频率远远低于环路的穿越频率。

第二种做法，是让该谐振频率远远高于环路的穿越频率。

接下去，来讨论一下电流型控制下，一些隔离电源的小信号问题。

首先说一下反激，事实上反激完全可以等效为buck-boost，电流型也好，电压型也好，完全可以参考buck-boost的分析。

那么正激呢？正激虽然是buck的变型，但是有个小小的问题，就是变压器的励磁电感。

对于原边电流控制的正激，所采样到的电流信号，不单单包含了输出电感电流，而且还包含励磁电流。

那么励磁电流是否带来影响？

来看一个典型的原边电流控制双管正激

先把变压器励磁电感设置为2mH

看一下bode图

可以看到在100K以下，基本上是单极点特性

如果把励磁电感剧烈降低，设置为20uH，那么会出现什么情况呢？

可以发现，原本在100K以上的第二个极点，被移到比较低频的地方。

而且直流增益也有所降低。这就是励磁电流带来的影响。

看到这个现象，很容易让人想起，似乎斜率补偿也是起到类似的作用。

那么如果把励磁电感改回2mH，然后加上斜率补偿，bode会怎样呢？

显然是非常的相似

那么假如电流采样在次级呢？

依然分别用励磁电感2mH，和20uH。得到bode 图

可以看到两者的曲线完美重合。

这充分说明，如果采用次级电流采样，那么励磁电流就不会对环路产生影响。

看完了普通的双管正激，我们来看下有源钳位正激ACF，前面讲到电压型控制的有源钳位正激，会有个小小的问题，

那就是初级励磁电感和钳位电容会带来一对极点，和一对零点。

不过幸运的是，这两对东西重合的比较好，在环路上带来只小小的影响。

那么电流型控制呢？

首先来看下，原边电流控制的ACF

看bode图

可以看到，在10多K的地方，出现了一个非常复杂的波折。

这就是励磁电感和钳位电容带来的双极点，和双零点无法完美重合导致的。

这个现象明显要比电压型的ACF严重。

当然这个点的位置，基本上和电压型的是一样的。

如果要降低这个点的影响，除了把它踢出穿越频率之外，还有一个规则可以遵循

那就是： 励磁电感尽量大，钳位电容尽量小。

那么假如电流采样采在次级呢？会不会有所不同....

看bode图

可以看到，基本上是个完美的单极点特性。

接下去来看电流型的AHB

同样是采用原边电流控制的AHB.

看一下bode图

可以看到，除了电流型的单极点特性之外，初级LC带来的问题依然存在。

那么假如，同样把电流采用移到次级呢？

看下bode图

可以看到，基本上来说，是个比较理想的单极点特性。