《电子技术应用》
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反激式开关电源的环路分析与设计
来源:电子技术应用2012年第6期
岳中哲
哈尔滨理工大学 自动化学院,黑龙江 哈尔滨150040
摘要: 设计了一款反激式开关电源,依据理论计算出补偿器参数,通过实验调试证明计算参数能够使环路稳定,并接近于优化参数。
中图分类号: TM92
文献标识码: A
文章编号: 0258-7998(2012)06-0061-04
Loop analysis and design of flyback switching power supply
Yue Zhongzhe
Automation College,Harbin University of Science & Technology, Harbin 150040,China
Abstract: This paper analyses the zero-pole of common links and three series of error amplifier’s features and usage, expounds the system design methods. Then design a flyback SMPS, calculate the compensation parameters in accordance with the analysis, experimental results show the calculation parameters can keep the loop stable and approach the optimized value.
Key words : loop design;flyback SMPS;error amplifier;zero-pole compensation;phase gain

    环路设计直接影响到电源的性能[1],本文以最常用的反激电源为例,分析了环路稳定的条件以及环路设计的方法,并通过实验验证了该方法的可行性。

1 反激电源环路与常见环节的分析
    反激式电源的系统模型如图1所示[2]。
其中KPWM和KLC为功率部分放大倍数,KLC表示次级等效电感与滤波电容构成的滤波器的放大倍数,Kfb是反馈分压部分的放大倍数,Vref是参考电压,Kea是误差放大器的放大倍数,Kmod是调制器的放大倍数。可以得到开环传递函数为:
    
    反馈系统稳定一般要求其开环传递函数的幅相频特性曲线小于等于-10 dB的幅值裕度和45°~60°的相位裕度。在低频段有较高的增益以保证输出电压的精度,在中频段有较高的频率范围以加快系统的响应速度,在高频段有较快的衰减速度,以抑制高频纹波[3]。在反激电源中,当一个电源基本参数确定时,KPWM、KLC、Kfb、Vref、Kmod也相应确定,系统的开环传函只能通过误差放大器Kea来调节。调节误差放大器Kea实际就是调节系统零极点的个数及其分布位置,以满足系统需要的相位裕度和幅值裕度。在实际设计时,先画出除了误差放大器之外部分的伯德图,根据需要确定合适的补偿器类型,计算补偿器参数,并进行实际电路调试,以确定最优的补偿参数。
    本文以一款多路输出电源为例,分析了电源功率部分和环路的设计过程。

 



 




参考文献
[1] PRESSMAN A.Switching and linear power supply,power  converter design[M].Switchtronix Press,Waban,Mass,1997.
[2] BASSO C.Switch mode power supplies:SPICE simulations and practical designs[M].McGraw-Hill,2008.
[3] BASSO C.Transient response counts when choosing phase margin[J].Power Electronics and Technology,2008(11):18-21.
[4] KOLLMAN R,BETTEN J.Closing the loop with a popular shunt regulator[J].Power Electronics Technology,2003(9):30-36.
[5] Power Integration,Inc.TOP221-227 Datasheet[A].2001.
[6] BASSO C.开关电源环路中的TL431[J].电子设计应用,2009(3):65-69.

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