开关电源的补偿电路及实例剖析

2020-08-18 11:26字体:
  

  开合电源被誉为高效节能型电源,它代外着稳压电源的繁荣倾向,现已成为稳压电源的主流产物。同时,开合电源也是反应回途负责体例,所谓电途反应,便是指将放大电途的输出量(电压或电流信号)的局部或全体 ,通过肯定格式(元件或收集)返送到输入回途的历程,完结输出量向输入端回送的电途称为反应元件或反应收集。

  坚固的反应环途对开合电源来说长短常紧要的,倘使没有足够的相位裕度和幅值裕度,电源的动态机能就会很差或者展示输出振荡。下面先先容三种负责格式的各式零,顶点的幅频和相频特点,再对最常用的反应调度器TL431的零、顶点及特点举办明白。Topswitch是市集上平常行使的反激式电源的智能芯片,它的负责格式是对照纷乱的电压型负责,内部集成了一局部积累功效,最终明白一个Topswitch计划的电源,对它的环途举办剖解。

  实用于电流型负责和任务正在 DCM 格式而且滤波电容的 ESR 零点频率较低的电源。其合键感化道理是把负责带宽拉低,正在功率局部或加有其他积累的局部的相位到达 180 度以前使其增益降到 0dB。

  实用于功率局部唯有一个顶点的积累,比如全面电流型负责和非继续格式电压型负责。

  实用于输出带LC谐振的拓扑,比如全面没有效电流型负责的电感电流继续格式拓扑。

  TL431是开合电源次级反应最常用的基准和偏差放大器件,其供电格式分别对它的传达函数有很大的影响。

  从上面的公式能够看到,正在输出直接给431供电的景况下,零点的场所正在1/[2(R+R1)C]处,而不是1/(2RC)。尽管没有R,只接一个C的景况下,零点仍旧存正在,倘使R1宏大于R,零点的场所合键有反应收集的上分压电阻决心。为了抑遏输出的开合纹波,有时正在后面加一个LC滤波,其谐振频率日常大约为开合频率的1/10-1/20驾驭,这个频率平时宏大于反应回途的带宽,其影响能够漠视。

  下图是一个模范的Topswitch电源的负责环途,宽规模输入,12V/2.5A输出,道理图如下;

  KPwr-功率局部传达函数;KLC-输出LC滤波局部传达函数;KFb-反应分压局部传达函数;Kea-反应积累局部和光耦局部传达函数;KMod-调制器局部传达函数。正在做积累计划前,先盘算推算出K1= KMod ×KPwr × KLC ×KFb的频率特点,依照实质景况确定出须要的计划目的KEa,然后通过计划TL431的相应积累来完结KEa的恳求。

  计划积累局部,先确定目的带宽,然后再计划积累局部,使正在目的带宽时的相位裕量大于45,幅值裕度不管用上面哪种积累格式都是自愿餍足的,因此计划岁月常无须奇特切磋。正在用Topswitch计划的反激电源中,目的带宽除受到日常反激电源的几个限度外(带宽要小于开合频率的1/2;右半平面零点的1/4;运放增益限度;输出电容类型的选等),还受到内部7KHz顶点的限度,日常不行太高,约1-2KHz。

  R6,R9 巨细决心了增益,因为 R9 由零点的场所而决心,因此全数增益的巨细由调度R6 来确定。CTR 为光耦 PC817C 的实测电传布输比。积累局部唯有一个顶点和零点,它们和Topswitch 内中的 7kHz 顶点合伙构成了一个 型积累收集。7KHz 顶点用来抵消输出滤波电

  全数环途的开环增益为 K1 和 KEa 的乘积,也便是两局部的增益和相位的代数和。

  最终盘算推算获得交越频率 1.16kHz,相位裕量 66.5,餍足环途坚固恳求 。

  本文先容了少许环途积累的观念和基础计划门径,明白了TL431正在输出供电时的小信号特点,再明白了一个整体的Topswitch反激行使的负责环途,同样能够把这些门径来行使到其他拓扑的明白中,正在次级用运算放大器做反应负责时,倘使光耦接正在运放输出和电源输出

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