选择合适的Csnb值

文章作者:Rayleigh Lan, Antonio Manenti

找到Csnb最优值的一种方法是遵循严格的数学方法。另一种方法是利用Simplis进行数值计算。

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正如在介绍中所解释的,缓冲电容越大,振荡的振幅就越小。同时,电容器充放电所需能量增加(式(3)),影响效率。电容器的最佳值是提供正确的振铃衰减而不浪费任何额外的功率。

为Csnb找到最优值的一种方法是遵循严格的数学方法,类似于前面一段中为Rsnb所做的。在时域中求解方程组会得到一个三阶微分方程,其解(找到第一个振荡峰并在Csnb上求解)会复杂得多。

本文提出了一种不同的方法,利用数值计算的能力,利用Simplis来模拟不同条件下的前一个电路来求解这些方程。其目标与Rsnb类似,提供了一个简单的公式来计算缓冲电容的最佳值。让我们首先定义由缓冲器引入的增益和最大电压与无缓冲器时最大电压的比值。由于缓冲器的作用是减少电压振铃,因此这个数字小于1,因此振铃的衰减。

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注意,在使用Eq.(31)定义的最优值的假设下,Eq.(32)不是函数Rsnb。简单地说,Gsnb的值告诉了在添加了缓冲器之后还剩下多少振铃电压。例如,Gsnb = 0.8,意味着带有缓冲器的振铃振幅降低到原始值的80%。

第一轮的模拟包括保持电感L1的值不变(1.5nH),同时改变C1的值及其与Csnb的比值。这些仿真的数据(其中一个子集在图1中作为参考报告)如表1所示,其中左侧报告以最大振铃电压表示的原始数据,右侧报告用Eq.(32)计算的衰减。

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表1:L1 = 1.5nH, Rsnbopt的仿真结果。

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图1:增加Csnb可以减小振荡。(C1 = 0.5nF, L1 = 1.5nH, Rsnbopt)

将该数据绘制为Csnb\C1的函数(图2),可以看出衰减与C1本身的值是相当独立的,可以简化为:

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图2Csnb/C1比值对Attsnb的影响(L1 =常数)

下一步是确定L1的值如何影响这条曲线。使用类似的方法,C1保持不变(0.5nF), L1变化。有趣的是,图3中报告的结果显示L1也不会显著影响增益的数量。

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图3:Csnb/C1比值对Attsnb的影响(C1 =常数)

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现在唯一要做的就是用方程来表示这条曲线。为了做到这一点,我们首先关注Csnb\C1≤5。这是阻尼器设计中最有趣的部分。使用一个比C1大得多的缓冲电容肯定会造成效率的大幅度下降,这表明布局或组件的选择需要重新考虑。

得到衰减方程(34)的一个合理起点是使用公式(29),它描述了电路在ω03处的增益。由图3可知:

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图4:更改y轴标号

图4显示了Eq.(38)对仿真数据的良好跟踪。

最后:

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接下来:如何确定缓冲器的最佳值

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