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          开关电源的闭环设计

          发布时间:2015-12-03 15:22:06
                   开关电源闭环设计
          从反馈基本概念知道:放大器在深度负反馈时,如输入不变,电路参数变化、负载变化或干扰对输出影响减小。反馈越深,干扰引起的输出误差越小。但是,深反馈时,反馈环路在某一频率附加相位移如达到180°,同时输出信号等于输入信号,就会产生自激振荡。
          开关电源不同于一般放大器,放大器加负反馈是为了有足够的通频带,足够的稳定增益,减少干扰和减少线性和非线性失真。而开关电源,如果要等效为放大器的话,输入信号是基准(参考)电压Uref,一般说来,基准电压是不变的;反馈网络就是取样电路,一般是一个分压器,当输出电压和基准一定时,取样电路分压比(kv)也是固定的(Uo=kvUref)??氐缭床煌诜糯笃?,内部(开关频率)和外部干扰(输入电源和负载变化)非常严重,闭环设计目的不仅要求对以上的内部和外部干扰有很强抑制能力,保证静态精度,而且要有良好的动态响应。
          对于恒压输出开关电源,就其反馈拓扑而言,输入信号(基准)相当于放大器的输入电压,分压器是反馈网络,这就是一个电压串联负反馈。如果恒流输出,就是电流串联负反馈。
          如果是恒压输出,对电压取样,闭环稳定输出电压。因此,首先选择稳定的参考电压,通常为5~6V或2.5V,要求极小的动态电阻和温度漂移。其次要求开环增益高,使得反馈为深度反馈,输出电压才不受电源电压和负载(干扰)影响和对开关频率纹波抑制。一般功率电路、滤波和PWM发生电路增益低,只有采用运放(误差放大器)来获得高增益。再有,由于输出滤波器有两个极点,最大相移180°,如果直接加入运放组成反馈,很容易自激振荡,因此需要相位补偿。根据不同的电路条件,可以采用Venable三种补偿放大器。补偿结果既满足稳态要求,又要获得良好的瞬态响应,同时能够抑制低频纹波和对高频分量衰减。   

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