1、 基于的反激式開關電源的控制環路設計劉武祥，金星，劉群（中國地質大學（武漢），湖北武漢）要：電流控制型脈寬調制芯片已廣泛應用于反激式開關電源的設計中，通過一實例給出反激式開關電源控制環路的一般設計方法。摘關鍵詞：開關電源控制環路，（），）：（）：；在開關電源的設計過程中，控制環路設計的優劣直接關系到系統的穩定與否，因此設計一個優良的控制環路，對開發一個開關電源系統是至關重要的。開關電源的控制方式有電流控制方式和電壓控制方式兩種。電源系統的傳遞函數隨控制方式的不同而有很大差異，因此在環路設計分析時，應獨立分開。本文對基于構建的開關電源的控制環路進行設計分析，論述開關電源電流型控制環路設計的一般方

2、法。簡述是美國公司生產的一種性能優良的電流控制型脈寬調制芯片，其內部結構及基本外圍電路如圖所示，它集成了振蕩器、具有溫度補償的高增益誤差放大器、電流檢測比較器、圖騰柱輸出電路、輸入和基準欠電壓鎖定電路及鎖存器電路。電子技術應用年第期歡迎訂購電子技術應用年合訂光盤（） 其應用實例如圖所示，輸入為交流，輸出為，初級電感量為! ，初級匝數為，次級匝數為，開關頻率為。啟動電路由和構成，經過充電到時，有輸出信號，使管導通，能量存貯在變壓器中，的一次測電流通過電阻檢測并與內部提供的基準電壓進行比較，當達到這一電平時，開關管關斷，所有變壓器的繞組極性反向，輸出整流二極管正向偏置，存儲于中的能量傳輸到輸出電容

3、器中。啟動結束后，輸出電壓信號經光耦回送到誤差放大器的反向端而達到產生振蕩；（）接近，電源的階躍響應（瞬時加減載）表現為強烈振蕩，使輸出達到穩定的時間加長，超調量增加。所以環路要留一定的相位裕量，當品質因數時輸出是最好的，所以相位裕量的最佳值左右，在設計過程中一般取以上。為根據圖可知，除補償放大器增益外，圖所示電源系統的環路增益函數為：（腳）與內部的基準電壓作比較來調整驅動脈沖寬度，從而改變輸出電壓以實現對輸出電壓的控制?？刂骗h路的設計通常，主電路是根據應用要求設計的，設計時一般不會提前考慮控制環路的設計。在這里，假設主功率部分已經全部設計完成，主要介紹環路設計。環路設計一般方法為：（）（）（

4、）（）（）（）（）式中，（），為輸出電容，為負載電阻，（）畫出已知部分的頻響曲線。（）根據實際要求和各限制條件確定帶寬頻率，即增益曲線的頻率。（）根據帶寬頻率決定補償放大器的類型和各頻率點。使帶寬處的曲線斜率為，畫出整個電路的頻響曲線。圖是反激電流方式控制環路圖，其開環傳遞函數為（），是功率部分，為匝數比，為初級電感，為電流檢測電阻。為了避免引起過多的相移，一般取增益帶寬為其工作頻率的。據此，可以計算出環路的增益。一般情況下，環路增益（）在時的頻率與預期設定的增益帶寬是有差異的，這就需要對其進行補償。常用的電流控制補償方法有主極點補償、極零點補償、雙極點零點補償，這要根據實際情況確定使用何種補

5、償方法。圖是輸出濾波部分，是反饋分壓部分，是反饋補償部分和光耦部分，是調制器部分。環路要穩定，必須的條件是環路增益為（），整個環路的相移小于。如果相移接近，會產生兩負載及分布參數的變化個問題：（）相移可能因為溫度、為補償放大部分。圖中、構成補償網絡?？煞忠韵聝煞N情況進行補償設計。（）輸出電容較大歡迎網上投稿電子技術應用年第期電源技術與應用輸出濾波電容的內阻比較大，自身阻容形成的零點比較低，這樣在帶寬處的相位滯后比較小。以圖所示電源系統為例，輸出濾波電容為! ， 時，其環路增益波特圖如圖所示，設帶寬為，從圖中可以看出處增益曲線為水平，所以可以直接用單極點補償，這樣可滿足的曲線形狀。省掉補償部分的

6、、。補償后在處環路增益為。圖（）為其結果仿真圖。（）輸出電容較小輸出濾波電容為! ， 時，由于輸出濾波電容的內阻比較小，自身阻容形成的零點就比較高，這樣在帶寬處的相位滯后比較大。如果還用單極點補償，則帶寬處相位裕量就會偏小?？刹捎秒p極點零點補償來提升。三個點的選取，第一個極點在原點，零點一般取在帶寬的左右，這樣在帶寬處提升相位左右，此零點越低，相位提升越明顯，但太低了就會降低低頻增益，使輸出調整率降低。第二個極點的選取一般用來抵消零點或零點引起的增益升高，保證增益裕度。在這里用它來抵消零點，使帶寬處保持的曲線形狀。在此例中，兩個補償極點圖的位置分別取，零點為。（）為其結果仿真圖。（下轉第頁 ）

7、電子技術應用年第期歡迎訂購電子技術應用年合訂光盤（）電源技術與應用恒流源的動態特性由圖可以看出，恒流源在輸入不同電壓時，在兩端產生的電壓應始終保持左右，以保證在寬電壓范圍內可靠工作。為了驗證快速動態跟蹤性能，在輸入端上加了、的交流電壓，圖為當輸入電壓為交流時，圖中、點及的工作波形。從中可以看出，當輸入電壓在很大范圍內改變時，近似保持在左右，即圖中陰影帶部分。實驗結果表明，采用和特殊的恒流開關驅動方式的開關電源，能夠使開關管在寬電壓范圍內始終得到理想的驅動電壓，因此效率高、工作穩定、電路簡單。參考文獻顧亦磊，顧曉明，呂征宇，等一種新穎的寬范圍雙管正激型變換器中國電機工程學報，（）：陳穎，尹華杰一

8、種具有較寬輸入電壓范圍的電源適配器的設計通信電源技術，（）：蘆煒，吳新科，錢照明一種交錯并聯控制的寬范圍輸入直流變換器電力電子技術，（）：劉華毅，李霞，徐景德基于單片機的寬范圍連續可調直流穩壓電源電力電子技術，（）：王恒基于的高可靠電源設計中國西部科技，（）：（收稿日期：）!（上接第頁）采用設計的電流控制型開關電源，相對于電壓控制模式，具有更好的電源調整率、更簡單的零極點補償電路。實驗證明，將控制論與反饋環路的設計結合起來，通過設計合適的相位裕量來保證開關電源穩定性，具有較好的通用性，而且在實際應用中也取得了很好的效果。參考文獻張占松開關電源的原理與設計（）修訂版北京：電子工業出版社，（收稿日期：） # #歡迎訂 閱電子技術應用聶神怡，楊洪強基于電流控制模式的開關電源的穩定性分析電源，（），電子技術應用月刊創刊于年。本刊連續榮獲第二