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在一般的认识中,进行电源环路设计的目的是保证电源输出端的电压稳定,在误差信号传入系统时,系统进行负反馈调节,矫正干扰信号带来的误差量。

那么,为什么要设置成这样,不稳定会有什么后果等等,需要一个核心的思想串联起各部分的设计。


现接触的反馈环路多以运放、跨导型、TL431等器件,会在内部放大器的负反馈电路中加入2型、3型补偿器,用于确保信号从输出端采样到的信号能够传递到电源IC内部反馈引脚,从而调节MOS管的占空比,确保输出端的稳定。

在使用系统开环函数的波特图进行环路补偿设计时,引入了幅值裕度和相位裕度的概念。
对于幅值裕度的定义是:对于闭环稳定系统,如果系统的开环增益再放大K倍,则系统处于临界稳定状态。
对于相位裕度的定义是:对于闭环稳定系统,如果系统开环相频特性再之后Y度,则系统处于临界稳定状态。


正反馈产生的条件是

极性相同,幅度足够

因此,保证系统稳定,必须抑制正反馈的产生,环路设计的思想就是:

①错开相位

②衰减幅度


在设计环路系统之前,应该提前认识到输入到系统的信号包含低频成分(信号)以及高频成分(噪声)。

因而,细化到环路中相关器件的设置时,需要结合以下要点:
①器件的频率特性:电容通交阻直,电流超前电压90°;
②器件的寄生参数: 电容的寄生电容ESR会在系统中引入一个极点;
③电容量:电容量对应谐振频率;

在环路中设计时脑袋里应该想的是:
系统的开环函数的波特图是什么样的?——>传递函数是什么样的?
需要调整赋值还是频率? ——>选择“错开相位”还是“衰减幅度”?
设置多大的带宽? ——> 换算来的电容值是多少?用什么类型的电容?
设计的出发点是稳定性还是快速性? ——>电路能否容忍一定的超调量
等等


系统环路设计不合格的表现:无输出电压、产生自激振荡、出现较大纹波、MOS管开关时序紊乱、电容爆炸,变压器出现噪声…


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