不同的縮放模式的數字控制環(huán)路特性曲線實測
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前述文章,靈活的縮放模式改善數字電源環(huán)路特性曲線 ,我們討論過了Power Smart DCLD提供了多種縮放模式,以滿足不同精度的要求,本文通過一些基本測試來分析不同縮放模式對環(huán)路曲線的影響。
一.單位移縮放模式的Bode圖測量
Bode100進行合適校準后,開始測量數字補償器的在不同縮放模式下的計算調用時間,并且測試相應的環(huán)路bode圖。
圖1 單位移模式縮放方式
這是第一種縮放方式,可以看到所有系數都是用同一個移位系數-3,可以看到其中兩個系數A2,A3的誤差較大報警,但是我們將這個代碼燒進去,做相應的測試。
圖2 單位移縮放模式時的補償器計算時間
通過上圖測試出補償器的計算時間,CH1為PWM1H的波形,CH2高電平為補償器計算時間,可知目前配置下,此種位移模式的計算時間為640nS。
圖3 單位移縮放模式時的環(huán)路bode圖
單位移模式下的開環(huán)特性曲線為如圖3所示,穿越頻率27.8k,相位裕量57.6C,增益裕量為9.19db。
二.單位移帶輸出因子縮放的模式Bode圖的測量
圖4 單位移帶輸出因子縮放方式
從上圖4設置中,我們可知A3系數誤差依然較大,因此黃色報警,我們燒入這個代碼檢查其波形。
圖5 單位移帶輸出因子縮放模式時的補償器計算時間
通過上圖測試出補償器的計算時間,CH1為PWM1H的波形,CH2高電平為補償器計算時間,可知目前配置下,此種位移模式的計算時間為700nS。說明此種方式的計算時間變大,精度相應變高。
圖6 單位移帶輸出因子縮放模式時的環(huán)路bode圖
單位移模式帶輸出因子縮放的開環(huán)特性曲線為如圖6所示,穿越頻率27.8k,相位裕量57.8C,增益裕量為9.23db。由圖6可以看出,中頻及高頻段的特性基本沒有變化,但是低頻段的增益和相位相比第一種縮放方式作為的背景曲線,都有了較大幅度提升,對于電源閉環(huán)穩(wěn)態(tài)響應有較大幫助。
三.雙位移縮放模式的Bode圖測量
圖7 雙位移縮放模式方式
從圖7的雙位移縮放模式來看,所有系數誤差都比較小,沒有報警,且根據雙移位模式,A和B系數采用不同的縮放系數,盡可能地提升了Q15計算精度。
圖8 雙位移縮放模式方式的補償器計算時間
當采用雙移位模式時,數字補償器計算時間為620nS。這個計算時間和第一種單位移方式相比并沒有太大變化。
圖9 雙位移縮放模式方式時的環(huán)路Bode圖
雙移位方式相比背景的第一種移位方式有了更進一步的低頻增益和相位提升,中頻段和高頻段沒有太大變化,這種方式同樣對閉環(huán)穩(wěn)態(tài)性能有較大幫助。
四.快速浮點縮放方式的Bode圖測量
圖10 快速浮點系數縮放方式
當采用快速浮點系數縮放方式時,通過圖10可知,每一個A和B系數都使用了獨立的縮放系數,最大限度地去提升系數計算精度。
圖11 快速浮點系數縮放方式的數字補償器計算時間
通過快速浮點系數縮放方式時,計算補償器的時間明顯加大,目前配置方式下測量值為820nS。
圖12 快速浮點系數縮放方式的環(huán)路Bode圖
從圖12可知,測試得到的環(huán)路Bode圖中,低頻的相位和增益相比前面三種縮放方式,曲線變得更高了,這對于電源低頻的特性及穩(wěn)態(tài)性能來說是很有幫助的,中頻段和高頻段環(huán)路特性變化不大。
結論,數字補償器的不同系數縮放方式對低頻相位和增益特性有較大影響,對閉環(huán)穩(wěn)態(tài)性能有較大幫助。





