1.開關電源的系統框圖、開環、閉環、穩定性、系統校正等

這部分内容主要從控制系統的角度對開關電源進行功能劃分，介紹開環、閉環、穩定性等，在此基礎上介紹開關電源系統校正，并試圖從理論上解釋線性調整率、負載調整率、輸出穩态誤差等産生的原因。Bode圖是工程技術領域最常用的分析工具，如何應用到開關電源環路設計？

1.1開關電源系統

1.2開環、閉環系統

1.3開關電源的動态、穩态

1.4補償校正

開關電源的系統框圖、開環、閉環、穩定性、系統校正等

1.1開關電源系統

衆所周知，開關電源是一個典型的閉環控制系統，而且是一個高度非線性時變系統。一般而言，涉及到非線性的系統需要通過現代控制理論的方法去研究，不過，基于矩陣變換的現代控制理論雖然模型精确但建模極為複雜，我相信，沒有受過研究生教育的工程師是很難看懂那些艱深晦澀的公式的，反正我是看不懂。而基于傳遞函數經典控制理論雖然模型不夠精确，但是在實際工程應用中取得了非常不錯的效果。

記得上學的時候，我的控制理論老師告訴我，在現代工業系統設計中，95%以上的自動控制系統都是用經典控制理論去分析設計完成的。所以，以下對開關電源環路控制的分析總結，均不涉及現代控制論（對于矩陣分析，說實話我也是隻停留在概念中，雖學過，但無法跟實際應用聯系起來），基于傳遞函數的經典控制論，經過幾十年的發展，應經相當成熟，物理概念清晰，而且通俗易懂。

我認為，學習環路控制，要做的第一件事是：在腦海中建立自動控制系統的概念。 尤其是反饋控制系統。

補充一下傳遞函數的概念：

控制理論中的傳遞函數（特指線性系統），定義為系統輸出量拉氏變換與系統輸入拉氏變換的之比。

[url=]

開始正題...

下圖是一個典型的反饋控制系統的框圖：

在反饋控制系統中，控制器對被控對象施加的控制作用是取自被控量（即輸出量）的反饋信息，用來不斷地修正被控量與給定值之間的偏差，從而實現對被控對象進行控制任務，這就是反饋控制的原理。

（以上出自《自動控制原理》第一章）。

對于一個實際的系統而言，往往伴随着外界的擾動，則系統的輸出将會受到擾動的影響：

開關電源是一個典型的反饋控制系統，将上圖對應到開關電源：

在開關電源的環路分析中，通常我們把誤差放大器部分叫做補償電路（Compensation Circuit），把PWM發生器和功率拓撲（正激、反激、半橋、全橋.....）合并叫做功率級（Power Stage），于是有：

實際上，我們所說的環路控制，主要是在補償電路（Compensation Circuit）上下功夫。

實際電路，電流模式控制反激變換器為例：

對于反激變換器，功率級主要包括控制IC、MOS、變壓器、整流濾波。功率級的功能是執行能量的傳輸(即執行機構和控制對象），在實際設計中，我們會根據拓撲結構、輸入輸出電壓範圍、傳輸功率大小、溫升、尺寸等要求，來對功率級各部分元器件參數進行設計、選型，一般而言，在特定的約束條件下，功率級的設計沒有太大的靈活性，經驗占有相當大的比重。

補償電路（Compensation Circuit）的功能是将采樣後的輸出電壓與基準電壓（給定值）相比較，并對比較後的偏差信号進行放大，進而去控制功率級傳輸能量的大小，使輸出電壓服從給定值。我們常說的環路補償設計，指的就是補償電路（Compensation Circuit）幾個電阻電容參數的合理選取，在實際設計中，根據不同的性能指标要求（如低噪聲、低動态過沖、快速動态響應等），補償電路（Compensation Circuit）的設計靈活性非常高。

所以，以後的内容着重圍繞補償電路（Compensation Circuit）來展開，在此之前，需要闡述一些概念性的東西，為後續内容做鋪墊。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!