浅谈关于开关电源环路设计

来源:未知  发布时间:2013-09-20 20:30  Tags:开关电源 环路设计 
电源环路设计的主要目标是:输入电压和负载变动范围内,达到要求输出精度,同时在任何情况下能够稳定工作。当负载或输入电压变动时,快速响应和较小的过冲。同时能够抑制低频脉动分量和开关波纹等。 P调节。就是纯电阻,无C,L、这个调节就是个衰减,或者放大...

电源环路设计的主要目标是:输入电压和负载变动范围内,达到要求输出精度,同时在任何情况下能够稳定工作。当负载或输入电压变动时,快速响应和较小的过冲。同时能够抑制低频脉动分量和开关波纹等。

P调节。就是纯电阻,无C,L、这个调节就是个衰减,或者放大。使得系统有静差。开环增益加大,稳态误差减小,fc增大,过渡过程缩短,系统稳定性变差。这种很少很少用。

改进一下,PI调节:消除静差。打个比方,就是431的R和K之间放置2个元件,R串C。好处就是提供了负的相角,因为有了一个极点一个零点。极点在0点。使得相角裕量减小,所以,降低了系统的相对稳定性。但是,穿越频率fc有所增加。PD调节。这个用的不多。PD调节增大了系统的fc,导致系统响应加快,相位裕量增加。高频时有噪声。

PID调节:低频时PI,高一点时PD调节。低频时提升静态性能,高频时提升稳定性以及响应速度。反激中用的比较多的是改进型PI,也就是type II和III

那么,理想的传函应该是什么样子:

1.低频段:高增益,以减小静差

2.中频段:fc附近,-20db,确保足够的相位裕量

3.高频段:增益要小,以降低开关谐波极其噪声的影响。

如果此时-40db下降都无法解决,那么,再加低通滤波器。

如果此时TYPE II不足以提供足够的相位裕量,那么,上TYPE III试试。

归纳一下:

低频段:稳态性能

中频段:动态性能

高频段:抗干扰性能

fc大,则快速性好,但是抗干扰能力下降

中频段最能反映系统的稳定性,快速性

P:粗调,就是直流增益。太大了就有可能震荡。就是当前值与给定值做差,放大

I:细调,将误差进行积分

D:预测功能,这个,可以看自控书。D大,就会产生毛刺。判断当前值变化趋势,及时作出调整,减小调节时间,提高响应速度。

有N多种调节办法,但是灵魂就是P肯定是有的,有没有I,D那就看实际情况了。实际上我们开关电源中就是用的改进型PI,也就是type II,type II.很少很少用到D。D,就是在电源输出的地方,串RC到2.5V参考那个脚,我们一般不这么做。至于改进型PI调节。关于type II,type III,GOOGLE上大把大把。关于这方面的计算,也已经完全公式化了。开关电源,主要也就用这2个补偿。其中typeIII用的还比较少。

再谈一下PC817的作用:

PC817是线性光耦,集-射极的动态电阻由初级电流iF和集电极电流iC决定,iF利用三端可调稳压管进行反馈控制。输出电压升高,输出采样电阻,下面那一颗电压上升,TL431的VAK下降,iF上升,光耦次级VCE下降。

如果2接地,1反馈接1脚,那么此时1脚电压下降,占空比D下降,输出电压下降。所以稳定。

其实VCE与iF构成负反馈。就很好理解了。