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电源反馈设计速成篇之实战1(MultiPhaseBuck)速成九篇之后,应该是实战了。俗话说，师傅领进门，修行在个人。多相交错Buck在低压大电流下已是工业界标准。电压模式和电流模式控制在这个电路下如何建模呢？图1是多相交错Buck示意图。还给出了两相交错Buck电感电流波形。纹波可以抵消，是其一大优点。图2是单相Buck平均模型。由此可猜测，多相交错Buck可否是如图3所示的模型呢？图4给出了两相交错Buck的表达式计算结果和Simplis的仿真结果。Simplis的好处是其可以对任意拓扑结构的电路进行开关模型的小信号仿真，也就是说你不需要知道一个新开关电路的线性化的平均模型，你就可以直接进行小信号仿真而求得开环回路增益LoopGain,当然前提是你可以仿真得到稳态波形。所以Simplis的仿真结果往往和实际测量结果一致。这就是说Simplis往往可以代替实际测量来进行验证理论结果。毕竟每次做一个电路测量不是那么方便。图4两相交错Buck的表达式计算结果和Simplis的仿真结果是一致的。所以多相交错Buck可以等效成单相Buck平均模型，等效电感量为一相电感量除以相数，Leq=L/n。以上结果对电压模式正确。对电流模式呢？I1InL1LnILI2Ι1ΙL=I1+Ι2ΔΙLΔΙ1I2Ι1ΙL=I1+Ι2ΔΙLΔΙ1图1.多相交错BuckLCVinLCpvˆdVvinpˆˆ⋅=dVvinpˆˆ⋅=图2.单相Buck平均模型LrcCLLLVin*ΔDVin*ΔDVin*ΔDVin*ΔDLrcCLLLVin*ΔDVin*ΔDVin*ΔDVin*ΔDI1InL1LnILL/4rcCVin*ΔDSincethereisonlyonevoltagefeedbackloop,theperturbationcanbeconsideredthesame.L/4rcCVin*ΔDSincethereisonlyonevoltagefeedbackloop,theperturbationcanbeconsideredthesame.图3.多相交错Buck平均模型图4.两相交错Buck电压模式计算结果和仿真结果以上结果对电压模式正确。对电流模式呢？图5是单相Buck电流模式平均模型。由电压模式结论可知，多相Buck可以等效为单相Buck，等效电感量为一相电感量除以相数。但是这里电流模式要保持di/dt不变，就是说等效前的电感di/dt要和等效后的di/dt一致。电感为原来的1/n,为了维持di/dt,等效采样电阻也要变为原来的1/n。Simulationresult2-chequivalentaveragemodelFrequency(Hz)Gain(dB)Phase(deg)Gain(dB)Phase(deg)1001.1031.1041.1051.106605040302010010201001.1031.1041.1051.10620015010050050fs图6是多相Buck电流模式平均模型。这是我们的猜测，是否准确应由实践来检验之。图7给出了两相交错Buck电流模式的表达式计算结果和Simplis的仿真结果。两者是一致的。图8给出了两相交错Buck电流模式的实际测量结果。和理论结果吻合，如理论结果剪切频率在10kHz,相位峪量90度，实际测量为剪切频率在8.6kHz,相位峪量86度。曲线damping略有不同，这是不可避免的，因为ESR等参数只能估计一下。VonLVoffModdDutyCyclePWMacpExternalRampSeTsRiSnSensedCurentRampControlVcLdacpRiHe(s)FcVc^^Vapd1D^Icd^Dic^FmPWM)(1)()(sTsTsTivloop+=)()()(sHRsGFsTeiidmi=sncmTSmF1=necSSm+=1)()()(sHsGFsTcompvdmv=1)(−=ssTseesTsH图5.单相Buck电流模式平均模型L/NdacpRi/NHe(s)FcVc^^Vapd1D^Icd^Dic^FmPWM1)(−=ssTseesTsHVgLModdDutyCyclePWMapcExternalRampSeSnSensedCurentRampControlVcCRCRRiTsTsLModdDutyCyclePWMapcExternalRampSeSensedCurentRampControlVcRiTsTsHcompSn图6.多相Buck电流模式平均模型4.6selectvoltageloopgainwi:1101001.1031.1041.1051.106150100500501001101001.1031.1041.1051.10635030025020015010050180−MagnitudePhaseAnalysisSimulationFsFsFs图7.两相交错Buck平均模型电流模式计算结果和仿真结果FsMagnitudePhase图8.两相交错Buck实际测量结果