反激变换器常用闭环控制器的性能研究

ｖ－８＝Ｖ —ｌｃ‘Ｒｐ １ｕｐ＝Ｖ．ｅｆ—ｌ§‘ＣＴＲ·Ｒｐ １ｕｐ
１
一 个 局 部 电流 环 ，从 而 改 善 系统 的瞬 态 响 应 。反 激 变换 器 的控 制
其 中 ，ＶＰＢ一反 馈 电 压 ，Ｖｒｅｆ－ＵＣ３８４３控 制 芯 片 内 部 的参 考 电
方 式 常采 用 峰 值 电 流 控 制 模 式 ，但 由于 峰 值 电流 控 制 模 式 常 存 压 ，ＣＴＲ一光 耦 的 电流 传 输 比 ，ＣＴＲ＝Ｉ／ｌ。。
２＿５Ｖ，此 时 流 过 ＴＬ４３１的 电 流 ｌ。就 会 增 加 ，反馈 电 压 Ｖ甩减 小 ， ＵＣ３８４３输 出驱 动 脉 冲 的 占空 比就 下 降 ，导 致 输 出电 压 降 低 ，从 而完 成 反 馈 稳 压 的 过 程 。 反 之 ，输 出 电压 由 于某 种 原 因 降 低 时 ， 稳 压过 程 与其 相 反 。
几 乎 没 有 文 献 对 这两 种 控 制 算 法 进 行 基 于小 信 号 模 型 的 定 量 比 从 而 确 定 副 边 电 流 值 Ｉ。，进 一 步 影 响 反 馈 电压 Ｖ甩。 反 馈 电压 再
较 ，造 成 了控 制 设 计 的 无 据 可依 。
与控 制 芯 片 （ＵＣ３８４３）内 电流 采 样 值 进 行 比较 ，产 生 占空 比信 号
摘 要 ：传 统 反激 变换 器 由于 自身优 点 ，在 小功 率 电 源 中被 广 泛应 用 ，为 了在 输入 电压 波 动 及 负载 突 变时 输 出电 压 能 够保 持 稳 定 ，需 为反 激 变换 器设 计 良好 的 控 制 电路 。针 对 Ｐｌ与 Ｐ 两种 常 用的控 制方 式 进行 电路 性 能 比较 ，首 先建 立 系统的 小信 号 模 型 ，定量 分析 了反 激 变换 器在 这 两种 控 制 算 法 下 的动 态特 性 和静 态特 性 。在 此 基 础 上 ，设 计 了 Ｐｌ和 Ｐ控 制 器 ，通 过 对 系统 幅频 、相 频 特 性 的研 究 ，比较 了反 激 变换 器在 Ｐｌ和 Ｐ控 制 器 下 的优 缺 点 ，为 闭环 网络 的 选择 与设 计提 供 了参考 依 据 。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｙｂａｃｋ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｍ ｏｄｅ，ｐｈａｓｅ ｍａｒｇｉｎ
在 反 激 开 关 电 源 使 用 过程 中 ，有 时 会 出现 负 载 突变 、输 入 电 １ｌ２ 反 馈 环 路 工 作 原 理
压 波动 的情 况 ，为 了保 证 电源 的输 出 电压 稳 定 ，防 止 出现 振 荡 的
１ 闭环 控 制 器设 计
来 控 制开 关 管 的状 态 ，从 而对 输 出 电压 的 稳 定 进 行 调 节 。根据 上
１．１ 反 激 电 路 的 传递 函数
述 分 析并 结 合 图 １可列 出相 应 方 程 ：
电流 控 制 模 式 是 一 种 电 压 、电流 双环 控 制 ，电压 环 路 内嵌 入
关 键 词 ：反 激 变 换 器 ，环 路 设 计 ，控 制 方 式 ，相 位 裕 量
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｗｏ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｒｅ ｃｏｍ ｐａｒｅｄ ｗｈｉｃｈ ｕｓｅ Ｐ ａｎｄ ＰＩ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍ ｅｔｈｏｄｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ Ｔｈｅ ｓｍａｌｌ— ｓｉｎｇｌｅ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｙｎａｍ ｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｓｔａｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆ ｉｙｂａｃｋ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ ｕｎｄｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ
ＣＣＭ 模 式 下 反 激 电路 传递 函数 ：
ｒ 一 ～ （１－Ｄ） （１＋ｓＣＲｃ）［１－ｓＬＰＤ／ＮＮＲＬ（１－Ｄ）（１－Ｄ）］
一
（７＋Ｄ）
Ｉ＋ｓＣＲＬ／Ｉ＋Ｄ
ｆ１、
式 中 ：Ｄ一占空 比 ，Ｄ＝ＮＶＪＶ ＋ＮＶ。，Ｒ。一电流 采 样 电 阻 ，Ｒ 一 输 出负 载 电 阻 ，Ｒ。一滤 波 电容 的寄 生 电 阻 ＥＳＲ。
图 １所 示 为 电流 控 制 型反 激 变 换 器 的反 馈 部 分 原 理 图 ，其
情 况 ，需 要设 计选 择 良好 的反 馈 控 制 网 络 ，以满 足 电源 系统 的静 中控 制 芯 片 采 用 Ｔｌ公 司 的 ＵＣ３８４３，反 馈 部 分 由 ＴＬ４３１、Ｐ求 ”］。 在 对 反 激 变 换 器 闭 环 工 作 的 分 析 中可 和 ＵＣ３８４３共 同 完 成 。反馈 电路 的工 作 过 程 可 以 简 述 为 ：输 出 电
在 次谐 波 振 荡 ，实 际 电路 中 常需 加 入 斜 坡 补 偿 ，以便 提 高 系统 的
由公 式 （３）可 以 得 出 ：在 相 应 参 数 Ｖｒｅｆ－，Ｒ￣ｌｕｐ，ＣＴＲ确 定 情 况
整体 抗 干 扰 能 力 。文 献 ［２］推 导 出考 虑 斜 坡 补 偿 后 反 激 变 换器 在 下 ，输 出 电 压 由 于某 种 原 因偏 高 时 ，经 分 压 电 阻 分 压 后 就 会 大 于
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反激 变 换 器 常 用 闭 环 控 制 器 的 性 能研 究
反激变换器常用闭环控制器的性能研究
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｃｌｏｓｅｄ Ｌｏｏｐ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｆｏｒ Ｆｌｙｂａｃｋ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
牟 伟 苑 红 秦 振 卢 燕 丁 新 平 （青 岛理工大学自动化工程学院，山东 青 岛 ２６６５２０）
以 看 出 ，不 同 的控 制 方 式 对 电源 的动 态 特 性 和静 特 性 会 产 生很 压 经 分 压 电 阻 Ｒ 及 Ｒ， 分 压 后 与 参 考 电 压 进 行 比较 ，通 过
大 影 响 。 目前 ，反 激 变 换 器 中常 用 的 两 种 控 制方 式 ，ＰＩ和 Ｐ控 制 ＴＬ４３１内部 运 放 输 出误 差 电压 信 号 ，控 制 流 过 光 耦 原 边 电 流 ｌ。，