开关电源反馈设计.docx

开关电源反馈设计.docx开关电源反馈设计除了磁元件设计以外,反馈网络设计也是开关电源了解最少、且非常麻烦的工作。它涉及到模拟电子技术、控制理论、测量和计算技术等相关问题。开关电源环路设计的日标是要在输入电压和负载变动范围内,达到要求的输出(电压或电流)粘:度,同时在任何情况下应稳定工作。当负载或输入电压突变时,快速响应和较小的过冲。同时能够抑制低频脉动分量利开关纹波等等。为了较好地了解反馈设计方法,首先复****模拟电路屮频率特性、负反馈和运算放人器基本知识,然后以止激变换器为例,讨论反馈补偿设计基本方法。并介绍如何通过使用惠评网络分析仪HP3562A测试开环响应,再根据测试特性设计校正网络和验证设计结果。最后对仿真作相应介绍。,不可避免存在电抗(电感和电容)元件,对于不同的频率,它们的阻抗随着频率变化而变化。经过它们的电信号不仅发牛幅值的变化,而14还发生相位改变。我们把电路对不同频率正弦信号的输出与输入关系称为频率响应。 频率响应基本概念电路的输出与输入比称为传递函数或增益。传递函数与频率的关系一即频率响应可以用下式表示G=G(/)Z^(/)其中G(/)表示为传递函数的模(幅值)与频率的关系,称为幅频响应;而,0(/)表示输出信号与输入信号的相位差与频率的关系,称为相频响应。典型的对数幅频响应如图6」所示,(a)为幅频特性,它是画在以对数频率/为横朋标的单对数处标上,纵轴增益用201ogG(/)表示。(b)为相频特性,同样以对数频率/•为横朋标的单对数坐标上,纵轴表示相角0。两者一起称为波特图。在幅频特性上,有一个增益基木不变的频率区间,而当频率高于某一频率或低于某一频率,增益都会下降。当高频增高时,当达到增益比恒定部分低3dB时的频率我们称为上限频率,或上限截止频率(6-1)和,大于截I上频率的区域称为高频区;在低频降低吋,当达到增益比恒定部分低3dB时的频率我们称为下限频率,或下限截止频率九,低丁讣限截止频率的区域称为低频区;在高频截止频率与低频截止频率Z间称为中频区。在这个区域内増益基本不变。同时定义BW二九-兀为系统的带宽。 基本电路的频率响应1•高频响应在高频区,影响系统(电路)。,输出电压与输入电压Z比随频率增高而下降,同时相位随Z滞后。利用复变量s得到GG)=MsC 1R+\/sC~\+RsC(6-2)对于实际频率,S=j3=j2»f,并令fu=112nRC就可以得到电路高频电压增益G厶—!—H31+丿•(/〃〃)由此得到高频区增益的模(幅值)和相角与频率的关系1(6-3)(6-4)(6-5)对数幅频特性为G〃(dB)=20logG=20log. Jl+C/7/〃)2(PH^-arctand/^)幅频响应1)当广时,式(6・5a)1(6-5a)(6-6)GH(dB)=201og—;= »20log1=OdBJ1+(./7/h)2即増益为1,位于横坐标的-•条水平线;2)当介"/时G〃(dB)=201og \ «201og(///;z)J1+(/〃h)2可见,对于对数频率坐标,上式为一斜线,斜率为一20dB/十倍频(一20dB/dec),〃处相交,所以/〃称为转折频率。当.®时,Gh(dB)=201og(l/V2)=-3dB,B|JGh=V