深圳市|控制环路设计的解决思路，5个步骤告诉你！( 二 ) 上海市|led照明|海洋王

并联C2 实质是增加一个极点极点的作用是增大峰值时间使系统响应变慢.所以理论上讲C2也是越大越好.但要考虑到当零极点彼此接近时系统响应速度相互抵消.从这一点就可以说明我们要及时响应的系统C1 大至少比C2 大。03 环路稳定的标准
只要在增益为1 时(0dB)整个环路的相移小于360 度环路就是稳定的。
但如果相移接近360 度会产生两个问题:1)相移可能因为温度负载及分布参数的变化而达到360 度而产生震荡;2)接近360 度电源的阶跃响应(瞬时加减载)表现为强烈震荡使输出达到稳定的时间加长超调量增加.如下图所示具体关系。

所以环路要留一定的相位裕量如图Q=1时输出是表现最好的所以相位裕量的最佳值为52度左右工程上一般取45度以上.如下图所示：

这里要注意一点就是补偿放大器工作在负反馈状态本身就有180度相移所以留给功率部分和补偿网络的只有180度.幅值裕度不管用上面哪种补偿方式都是自动满足的所以设计时一般不用特别考虑.由于增益曲线为-20dB/decade时此曲线引起的最大相移为90度尚有90度裕量所以一般最后合成的整个增益曲线应该为-20dB/decade部分穿过0dB.在低于0dB带宽后曲线最好为-40dB/decade这样增益会迅速上升低频部分增益很高使电源输出的直流部分误差非常小既电源有很好的负载和线路调整率。
04 如何设计控制环路？
经常主电路是根据应用要求设计的设计时一般不会提前考虑控制环路的设计.我们的前提就是假设主功率部分已经全部设计完成然后来探讨环路设计.环路设计一般由下面几过程组成：1)画出已知部分的频响曲线；
2)根据实际要求和各限制条件确定带宽频率既增益曲线的0dB频率；
3)根据步骤2)确定的带宽频率决定补偿放大器的类型和各频率点.使带宽处的曲线斜率为20dB/decade画出整个电路的频响曲线。
上述过程也可利用相关软件来设计:如pspicePOWER-4-5-6.一些解释：

已知部分的频响曲线是指除Kea(补偿放大器)外的所有部分的乘积在波得图上是相加。
环路带宽当然希望越高越好但受到几方面的限制:a)香农采样定理决定了不可能大于1/2Fs;b)右半平面零点(RHZ)的影响RHZ随输入电压负载电感量大小而变化几乎无法补偿我们只有把带宽设计的远离它一般取其1/4-1/5;c)补偿放大器的带宽不是无穷大当把环路带宽设的很高时会受到补偿放大器无法提供增益的限制及电容零点受温度影响等.所以一般实际带宽取开关频率的1/6-1/10 。
05 反激设计实例
条件：输入85-265V交流整流后直流100-375V输出12V/5A
初级电感量：370uH
初级匝数：40T 次级:5T
次级滤波电容：1000uFX3=3000uF
震荡三角波幅度：2.5V 开关频率：100K
电流型控制时取样电阻取0.33欧姆
下面分电压型和峰值电流型控制来设计此电源环路.所有设计取样点在输出小LC前面.如果取样点在小LC后面由于受LC谐振频率限制带宽不能很高.1)电流型控制，假设用3842传递函数如下：

此图为补偿放大部分原理图.RHZ的频率为33K为了避免其引起过多的相移一般取带宽为其频率的1/4-1/5我们取1/4为8K 。
分两种情况:
A)输出电容ESR较大

输出滤波电容的内阻比较大自身阻容形成的零点比较低这样在8K处的相位滞后比较小.Phanseangle=arctan(8/1.225)-arctan(8/0.033)-arctan(8/33)=--22度。
另外可看到在8K处增益曲线为水平所以可以直接用单极点补偿这样可满足-20dB/decade的曲线形状.省掉补偿部分的R2C1 。
设Rb为5.1K则R1=[(12-2.5)/2.5
*Rb=19.4K 。
8K处功率部分的增益为-20*log(1225/33) 20*log19.4=-5.7dB因为带宽8K即8K处0dB 。