瞬态响应的对称问题

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悟鹏云j
2016-05-27 · TA获得超过134个赞
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存在两种类型的负载瞬变:负载电流突然增加,或者降低。前面的例子表明当负载电流突然增加时输出电压如何发生变化。下面的例子将探讨当负载电流突然降低时会发生什么情况(图3)。
右图3:电流降低负载瞬变的发生
在这个例子中,负载电流突然从IL1降低到IL2。因为IREG不能立即降到IL2,最初它将继续提供IL1大小的电流。既然负载现在吸收更少的电流,那么输出电容必须吸收IL1和IL2之间的差值,这将迫使COUT两侧的电压升高。
如果负载电流迅速下降,它将在ESL两侧产生一个电压尖峰,而且经过ESR流入COUT的电流也将导致一个ESR阶跃(图4)。在尖峰过后,随着电容从吸收电流(IL1 - IL2)中充电,COUT两侧的电压将会升高。
右图4:负载突然下降时的VOUT
既然VOUT升高到额定值以上,反馈将最终导致控制环路关闭(或减小)电流源IREG。但是既然大多数稳压器都无法将电流吸收到它们的输出端,VOUT只能按照COUT向负载的放电速度再次降到额定值(在IREG被减小或者关闭以后)。但是,一旦VOUT下冲到额定值,控制环路将重新努力开启IREG并使输出迅速回转上升,导致这个循环不断重复直至达到新的稳定状态条件,此时因为IREG等于IL2,COUT将再次没有电流流入。
负载降低瞬变的建立时间通常大于负载增加瞬变的建立时间,这是因为前者在COUT把过剩电压放电给负载阶段花费了更多的时间:既然负载电流需求量有所降低,那么电容的放电速度就变得更加缓慢。负载增加瞬变把它的大部分时间都用在使COUT回转上升上,同时稳压器在该模式下提供了最大电流(通常大于额定输出电流)。与向负载放电时的降低相比,当被上述大电流以正方向驱动时,COUT两侧的电压(也就是调节输出电压)将会变化得更快。
这表明在大多数情况下,对于负载从额定电流的20%阶跃上升到80%的瞬变来说,其输出电压重新建立到额定值的速度大于从额定负载电流的80%阶跃下降到20%的负载瞬变。即使总的负载电流变化相同,建立时间(以及波形的形状)也将呈现出很大差异。

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