開關(guān)電源環(huán)路補(bǔ)償設(shè)計(jì),圖文分析-KIA MOS管

開關(guān)電源環(huán)路補(bǔ)償設(shè)計(jì)實(shí)例

下圖是一個(gè)典型的Topswitch電源的控制環(huán)路，寬范圍輸入，12V/2.5A輸出，原理圖如下；

開關(guān)電源環(huán)路補(bǔ)償

電源的反饋環(huán)路圖如下：

開關(guān)電源環(huán)路補(bǔ)償

其開環(huán)傳遞函數(shù)為：

開關(guān)電源環(huán)路補(bǔ)償

KPwr-功率部分傳遞函數(shù)；KLC-輸出LC濾波部分傳遞函數(shù)；KFb-反饋分壓部分傳遞函數(shù)；Kea-反饋補(bǔ)償部分和光耦部分傳遞函數(shù)；KMod-調(diào)制器部分傳遞函數(shù)。在做補(bǔ)償設(shè)計(jì)前，先計(jì)算出K1= KMod ×KPwr × KLC ×KFb的頻率特性，根據(jù)實(shí)際情況確定出需要的設(shè)計(jì)目標(biāo)KEa，然后通過設(shè)計(jì)TL431的相應(yīng)補(bǔ)償來完成KEa的要求。

除補(bǔ)償部分外的小信號傳遞函數(shù)K1

在此設(shè)計(jì)中，由于上分壓電阻直接接到 431 基準(zhǔn)端，所以 Kfb=1。

開關(guān)電源環(huán)路補(bǔ)償

設(shè)計(jì)補(bǔ)償部分，先確定目標(biāo)帶寬，然后再設(shè)計(jì)補(bǔ)償部分，使在目標(biāo)帶寬時(shí)的相位裕量大于45°，幅值裕度不管用上面哪種補(bǔ)償方式都是自動滿足的，所以設(shè)計(jì)時(shí)一般不用特別考慮。在用Topswitch設(shè)計(jì)的反激電源中，目標(biāo)帶寬除受到一般反激電源的幾個(gè)限制外（帶寬要小于開關(guān)頻率的1/2；右半平面零點(diǎn)的1/4；運(yùn)放增益限制；輸出電容類型的選等），還受到內(nèi)部7KHz極點(diǎn)的限制，一般不能太高，約1-2KHz。

TL431部分小信號傳遞函數(shù)

由于 TL431 用輸出供電，其傳遞函數(shù)為：

開關(guān)電源環(huán)路補(bǔ)償

函數(shù)有一個(gè)在原點(diǎn)的極點(diǎn)和一個(gè)零點(diǎn)：

開關(guān)電源環(huán)路補(bǔ)償

R6，R9 大小決定了增益，由于 R9 由零點(diǎn)的位置而決定，所以整個(gè)增益的大小由調(diào)整R6 來確定。CTR 為光耦 PC817C 的實(shí)測電流傳輸比。補(bǔ)償部分只有一個(gè)極點(diǎn)和零點(diǎn)，它們和Topswitch 里面的 7kHz 極點(diǎn)共同組成了一個(gè) π 型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。7KHz 極點(diǎn)用來抵消輸出濾波電容零點(diǎn)，衰減噪音和開關(guān)紋波的干擾。

總開環(huán)響應(yīng)

整個(gè)環(huán)路的開環(huán)增益為 K1 和 KEa 的乘積，也就是兩部分的增益和相位的代數(shù)和。

開關(guān)電源環(huán)路補(bǔ)償