开关电源环路设计的一些看法

时间:2011-09-14 08:46来源:世纪电源网

摘要: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...

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,我们一般不这么搞。
  至于改进型PI调节,自控书上都有讲解,我就不罗嗦了。
  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。
  我们平时调环路,主要就是调这个补偿电路。
  我发一问:我们输出的是直流,采集的是直流。那为啥还用运放进行放大?
  加RC干嘛?要补偿干嘛?这些与交流频率有关系的,与直流有啥关系?直流不是被电容给隔了吗?
  那么如何回答上面的问题呢?
  开关电源的模型,有三个入口:
  1、参考输入 vref
  2、输入母线电压vin
  3、负载扰动Io
  其中 2 和3 的变动,可以认为是交流的,反馈的目的,就是让输出电压在这些扰动情况下,依然稳定。
  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TL431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。
  此时,TL431接RC补偿,也就是TYPEII
  对于光耦以及3842,2脚接地,光耦射极也接地。
  从8脚拉一颗1K或者稍大的电阻拉到光耦集电极。将这个反馈信号直接拉到1脚。
  反馈就完成了。
  至于1,2脚之间,可以接一个pf级别的电容。不能太大。
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