多路输出反激式开关电源的反馈环路设计.pdf

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1、研究与设计·开关电源多路输出反激式开关电源的反馈环路设计徐勇金辛海(上海新时达电气有限公司，上海2O1802)摘要：在分析反激式开关电源控制框图的基础上，得到了功率级电路的传递函数。为避免连续电流模式的右半平面零点影响，设计了基于TL451和光耦TLP781的反馈补偿网络。应用Matla,b提供的伯德图分析工具，对反馈网络传递函数进行分析，优化了补偿网络的电路参数。最后通过实验证明设计的反馈网络具有良好的稳定性和动态响应特性。关键词：反激式开关电源；反馈补偿；连续电流模式；右半平面零点；传递函数FeedbackDesignofFlybackConvert

2、ersforMultipleOutputsXUYong．JINXinhai(ShanghaiSTEPElectricCo．，Ltd，Shanghai201802，China)Abstract：Basedontheanalysisofthecontrolblockforflybackconverters，thetransferfunctionofthepowerstageiSobtained．ThefeedbackloopbasedontheTL431andTLP78liSdesignedinordertoavoidthee虢ctoftherighthal

3、fplane(RHP)zero．Andtheoptimalcircuitparametersofthefeedbackloopareobtainedbyanalyzingthe仃ansferfunctionofthefeedbackloop．Inthisprocess．theBodetoolssuppliedinMatlabareused．Intheend．thegoodstabilityandthedynamicresponsecharacteristicsofthefeedbacklooparedisplayedwithanexperiment．Ke

4、ywords：FlybackConverter；FeedbackCompensation；CCM；RHPzero：transferfunction中图分类号：TM47文献标识码：B文章编号：0219．2713(2009)01．0023．050引言当反激式开关电源工作在连续电流模式时，在最低输入电压和最重负载的工况下右半平面零点开关电源的输出是直流输入电压、占空比和的频率最低，并且当输入电压升高时，传递函数的负载的函数。在开关电源设计中，反馈系统的设计增益变化不明显。当由于输入电压增加或负载减目标是无论输入电压、占空比和负载如何变化，输小，开关电源从连续模

5、式进入到不连续模式时，右出电压总在特定的范围内，并具有良好的动态响应半平面零点消失从而使得系统稳定。因此，在低输性能“。入电压和重输出负载的情况下，设计反馈环路补偿电流模式的开关电源有连续电流模式(CCM)使得整个系统的传递函数留有足够的相位裕量和和不连续电流模式(DCM)两种工作模式。连续电增益裕量，则开关电源无论在何种模式下都能稳定流模式由于有右半平面零点的作用，反馈环在负载工作。电流增加时输出电压有下降趋势，经若干周期后最终校正输出电压，可能造成系统不稳定。因此在设1反激式开关电源典型设计计反馈环时要特别注意避开右半平面零点频率拉。图l是为变频器设

6、计的反激式开关电源的典型收稿日期：2008-08-07电路，主要包括交流输入整流电路，反激式开关电23第12卷第1期电濠彳吏术左阖Vo1．12NO．12009年1月Jan2009POWERSUPPLYTECHNOLOGIESANDAPPLICATIONS源功率级电路(有PWM控制器、MOS管、变压器2功率级电路的传递函数及整流二极管组成)，RCD缓冲电路和反馈网络。电流模式控制器控制框图包含两个反馈环，外其中PWM控制芯片采用UC2844。UC2844是电流部电压环反馈电压信息，内部电流环反馈电流信息模式控制器，芯片内部具有可微调的振荡器(能进(如图2所

7、示)。电流环的输入是控制电压U。和电感行精确的占空比控制)、温度补偿的参考基准、高电流采样值的差值，电流环的输出是占空比D。增益误差放大器、电流取样比较器。当【，小于己，时，PWM调制器(Fm)输出高电平，功率开关电源设计输入参数如下：三相380V工业开关开通，当【，。大于U，PWM调制器输出低电平，交流电经过整流作为开关电源的输入电压【，按功率开关关断。通过具有固定频率时钟信号的RS最低直流输入电压为250V进行设计；开关电触发器，下一个周期自动置位。通过这种方式，电源工作频率厂为60kHz，输出功率P。为60W。感峰值电流被控制电压精确控制。当系统工

8、作在最低输入电压、负载最重、最控制框图中G(s)是功率级电路占空比控制端大占空比