电源反馈设计速成篇之五设计篇
DCDC模块电源的反馈电路和设计方法
DCDC模块电源的反馈电路和设计方法1.设定输出电压：根据所需的应用要求，确定DCDC模块的输出电压。
这个输出电压将是反馈电路中的一个参考值。
2.选择参考源：选择一个合适的参考源来提供稳定的参考电压。
这可以是一个精确的参考源芯片，如LM4140或ADR5040，或者是使用电阻分压电路来生成基准电压。
3.设计误差放大器：误差放大器是反馈电路的核心部分，它将输出电压与参考电压进行比较，并生成误差信号。
这个误差信号将用于调整模块的控制电路。
误差放大器通常使用运算放大器来实现，可以使用标准的运算放大器芯片，如LM358或OPA3414.设计比较器：比较器是用于将输出电压与参考电压进行比较的电路。
它生成一个逻辑信号，表示输出电压是否高于或低于参考电压。
比较器可以使用专门的比较器芯片，如LM393或LM311，或者使用运算放大器来实现。
5.设计控制电路：控制电路根据误差信号和比较器的输出来调整开关管的导通时间。
控制电路可以使用数字控制器、模拟控制器或专门的控制芯片来实现。
这个控制电路应该能够根据误差信号的大小和方向来调整开关管的导通时间。
6.添加过压和欠压保护：为了保护DCDC模块和负载，可以添加过压和欠压保护电路。
这些保护电路可以根据输出电压的水平来触发开关，从而保护模块和负载。
7.优化滤波和稳压电容：为了提高稳定性和滤波效果，可以在输入和输出端添加滤波电容。
这些电容可以帮助去除电源线上的噪音和纹波，并提供稳定的输出电压。
总结起来，设计DCDC模块的反馈电路需要考虑输出电压、参考源、误差放大器、比较器、控制电路、过压和欠压保护、滤波电容等各个方面。
合理的设计反馈电路可以实现对输出电压的精确控制，并提供稳定可靠的电源。
开关电源反馈环路设计
开关电源反馈环路设计开关电源是一种将输入直流电压转换为所需输出电压的电源装置。
为了实现稳定可靠的输出电压，开关电源需要建立反馈环路进行控制。
开关电源的反馈环路主要包括内部反馈环路和外部反馈环路。
内部反馈环路是指内部电路中的反馈控制电路，用于控制开关管的导通与截止，以维持输出电压的稳定。
外部反馈环路是指从输出端以回路的形式连接到内部反馈电路，通过比较输出电压与参考电压的差异，产生一个控制信号，用于调整开关电源的开关时间和频率，从而调整输出电压。
设计开关电源的反馈环路时，需要考虑以下几个方面：1.选择合适的参考电压源：参考电压源是反馈环路的重要组成部分，它提供一个稳定的参考电压，用作与输出电压进行比较的基准。
一般可选择使用稳压二极管、参考电压芯片或者精密电位器来作为参考电压源。
2.设计错误放大器：错误放大器是反馈环路中的核心部分，它承担着将输出电压与参考电压进行比较的作用，并产生一个误差信号。
常见的错误放大器有比较器、运算放大器等。
在设计选择错误放大器时，需要考虑它的稳定性、带宽、输入阻抗等因素。
3.设计补偿网络：由于开关电源在转换过程中存在一定的延迟、输出的电压下降等因素，所以需要通过补偿网络来减小这些不稳定因素对输出电压的影响。
常见的补偿网络包括零点补偿网络和极点补偿网络。
零点补偿网络主要通过增加相位较大的零点，来提高系统稳定性；极点补偿网络主要通过增加相位较小的极点，来提高系统的相位裕度。
4.设计输出滤波器：开关电源的输出电压通常包含一定的纹波，需要通过输出滤波器来降低纹波，使输出电压更加稳定。
输出滤波器一般由电感、电容和电阻组成，通过调整它们的数值和组合方式，可以实现对纹波的去除或衰减。
在进行开关电源反馈环路的设计时，还需要进行一系列的仿真和实验，包括频率响应的模拟分析、稳态和动态的性能测试等，以确保设计的反馈环路能够实现对输出电压的稳定控制。
总之，开关电源的反馈环路设计是一项复杂的任务，需要综合考虑电源的性能要求、稳定性要求和实际应用需求等因素，通过选择适当的参考电压源、设计错误放大器、补偿网络和输出滤波器等，来实现对输出电压的稳定控制。
最详细的开关电源反馈回路设计
最详细的开关电源反馈回路设计开关电源是一种常用的电源供应方式，具有高效率和稳定输出电压的特点。
为了确保开关电源能够稳定工作，需要设计合理的反馈回路。
开关电源的反馈回路是一个闭环控制系统，通过对输出电压进行采样，与参考电压进行比较，计算出误差信号，再经过调整和补偿，使得输出电压稳定在设定值。
首先，需要选择合适的反馈控制策略。
常用的反馈控制策略有电压模式控制（Voltage Mode Control）和电流模式控制（Current Mode Control）。
电流模式控制具有更快的动态响应和更好的稳定性，但需要更复杂的设计和调试，因此在设计中需进行合理选择。
在电压模式控制中，可以使用一个误差放大器进行电压比较，产生误差信号。
误差放大器一般采用差分放大电路，通过输入电压和参考电压的差值乘以一个放大倍数，生成一个调整后的误差信号。
误差放大器的输出信号会经过一个滤波器进行滤波处理，以消除高频噪声。
接下来，需要设计一个比例积分（PI）控制器。
PI控制器可以提供稳定的、无超调的输出响应。
PI控制器的输入是经过滤波器处理后的误差信号，根据误差的大小来调整控制器的输出。
比例增益（Kp）决定了控制器对误差的响应速度，而积分时间常数（Ti）决定了控制器对误差的积分时间，即系统的稳定性。
在设计PI控制器时，可以根据经验公式来选择合适的参数。
通过实际测试和调整，可以优化控制器性能，使得开关电源的输出电压更加稳定。
最后，需要对开关电源进行保护设计。
开关电源反馈回路应具备过压保护、过流保护和短路保护等功能。
过压保护可以避免输出电压过高，过流保护可以防止过大的输出电流，短路保护可以防止输出端短路。
总之，开关电源反馈回路设计需要合理选择控制策略，设计误差放大器和滤波器、PI控制器，并进行参数调整和保护设计。
通过以上步骤，可以设计出稳定可靠的开关电源反馈回路。
如何设计一个简单的反馈电路
如何设计一个简单的反馈电路在电子电路中，反馈电路是一种常见的设计元素。
它可以用于增强电路的稳定性、控制增益以及减少非线性失真等。
本文将介绍如何设计一个简单的反馈电路，以实现稳定的信号放大。
1. 选择放大器类型在设计反馈电路之前，首先需要选择适合的放大器类型。
常见的放大器类型包括运算放大器（Op-Amp）和晶体管放大器。
选取合适的放大器类型取决于你的具体需求，如放大倍数、频率响应等。
2. 确定反馈类型反馈电路可以分为正反馈和负反馈两种类型。
正反馈会增加输入信号的幅值，使电路不稳定，并可能导致振荡。
因此，我们通常选择负反馈来实现稳定的放大。
3. 设计反馈网络反馈网络是实现负反馈的关键部分。
常见的反馈网络包括电阻、电容和电感等元件。
具体的设计取决于放大器的特性和所需的频率响应。
4. 计算反馈比例在设计反馈电路时，需要计算反馈比例来确定输入信号与反馈信号之间的关系。
反馈比例决定了放大器的增益情况，可以通过调整反馈网络的元件值来进行控制。
5. 仿真和测试完成反馈电路的设计后，进行仿真和测试是必不可少的。
使用电路仿真软件可以评估电路的性能，并进行必要的调整。
实际测试时，可以使用示波器、函数发生器等测量工具来验证电路的功能和性能。
6. 优化和调整根据仿真和测试的结果，可能需要对反馈电路进行优化和调整。
例如，调整反馈比例、改变滤波器的频率响应等，以达到所需的效果。
7. 电路保护在设计反馈电路时，需要考虑电路的保护机制，以防止过载、过热等问题。
可以采用过流保护、过温保护等方法，保护电路的稳定运行。
总结：设计一个简单的反馈电路需要选择合适的放大器类型，确定反馈类型，设计反馈网络，计算反馈比例，并进行仿真和测试。
通过优化和调整，最终实现所需的电路功能。
同时，需要考虑电路保护，确保电路的稳定性和可靠性。
通过以上步骤和原则，你可以设计并实现一个简单的反馈电路，为你的电子电路提供稳定的信号放大效果。
希望本文对你有所帮助！。
开关电源反馈设计
浅谈开关电源反馈设计除了磁元件设计以外，反馈网络设计也是开关电源了解最少、且非常麻烦的工作。
它涉及到模拟电子技术、控制理论、测量和计算技术等相关问题。
开关电源环路设计的目标是要在输入电压和负载变动范围内，达到要求的输出（电压或电流）精度，同时在任何情况下应稳定工作。
当负载或输入电压突变时，快速响应和较小的过冲。
同时能够抑制低频脉动分量和开关纹波等等。
为了较好地了解反馈设计方法，首先复习模拟电路中频率特性、负反馈和运算放大器基本知识，然后以正激变换器为例，讨论反馈补偿设计基本方法。
并介绍如何通过使用惠普网络分析仪HP3562A 测试开环响应，再根据测试特性设计校正网络和验证设计结果。
最后对仿真作相应介绍。
6.1 频率响应在电子电路中，不可避免存在电抗（电感和电容）元件，对于不同的频率，它们的阻抗随着频率变化而变化。
经过它们的电信号不仅发生幅值的变化，而且还发生相位改变。
我们把电路对不同频率正弦信号的输出与输入关系称为频率响应。
6.1.1 频率响应基本概念电路的输出与输入比称为传递函数或增益。
传递函数与频率的关系－即频率响应可以用下式表示)()(f f G Gϕ∠= 其中G (f )表示为传递函数的模（幅值）与频率的关系，称为幅频响应；而∠ϕ(f )表示输出信号与输入信号的相位差与频率的关系，称为相频响应。
典型的对数幅频响应如图6.1所示，图6.1(a)为幅频特性，它是画在以对数频率f 为横坐标的单对数坐标上，纵轴增益用20log G (f )表示。
图 6.1(b)为相频特性，同样以对数频率f 为横坐标的单对数坐标上，纵轴表示相角ϕ。
两者一起称为波特图。
在幅频特性上，有一个增益基本不变的频率区间，而当频率高于某一频率或低于某一频率，增益都会下降。
当高频增高时，当达到增益比恒定部分低3dB 时的频率我们称为上限频率，或上限截止频率f H ，大于截止频率的区域称为高频区；在低频降低时，当达到增益比恒定部分低3dB 时的频率我们称为下限频率，或下限截止频率f L ，低于下限截止频率的区域称为低频区；在高频截止频率与低频截止频率之间称为中频区。
电源反馈设计速成篇之五设计篇 (Voltage mode, CCM)
电源反馈设计速成篇之五: 设计篇 (Voltage mode, CCM)设计的目的是为了系统稳定且有足够频率响应使系统在负载变化时得到较小的电压波动.传统的无差运放调节器分为一类(Type 1), 二类(Type 2)和三类(Type 1), 对应其有一个, 两个和三个极点.图1为Type 1补偿器. 其传递函数为一积分器.应用Type1补偿器时，为了系统稳定，剪切频率必须远在LC 谐振双极点之前．一般应用于对负载变化要求不高的场合．1111C R s G I ⋅⋅= 图2为Type 2补偿器, 其传递函数为)/1()/1(1)(1211p z II s s s C C R G ωω++⋅⋅+⋅=, 其中212121C C C C R p +⋅⋅=ω，221C R z ⋅=ω 图3为Type 2补偿器波特图．相比Type1多引入了一个零点和极点，零点在前极点在后因此可以提升相位，推高剪切频率提高系统响应速度．图4为Type 2补偿器系统设计波特图，黑色为主电路开环频率响应，粉红色为补偿器频率响应，蓝色为整个系统开环回路增益(Loop Gain)，虚线为运放开环增益．剪切频率可在LC 谐振双极点之后．其前提是ESR 零点在剪切频率之前靠近LC 谐振双极点，否则相位裕量不够．设计要点是放零点在LC 谐振双极点之前如0.1倍处，极点在0.5倍开关频率之前以衰减高频噪声．图5为Type 3补偿器波特图．相比Type2又多引入了一个零点和极点，零点在前极点在后因此可以提升更多相位，推高剪切频率提高系统响应速度．图6为Type 3补偿器系统设计波特图，黑色为主电路开环频率响应，粉红色为补偿器频率响应，蓝色为整个系统开环回路增益(Loop Gain)，虚线为运放开环增益．剪切频率可在LC 谐振双极点之后．设计要点是放两个零点在LC 谐振双极点之前如0.5和1倍处以抵消LC 谐振双极点，一个极点在ESR 零点处抵消ESR 零点,处另一个极点在0.5倍开关频率之前以衰减高频噪声．图1. Type 1补偿器图2. Type 2补偿器图3. Type 2补偿器波特图图４. Type 2补偿器系统设计波特图图5. Type 3补偿器图6. Type 3补偿器波特图图7. Type 3补偿器系统设计波特图Type 2补偿器, 其传递函数为)/1()/1()/1()/1(1)(12121211p p z z III s s s s s C C R G ωωωω+⋅++⋅+⋅⋅+⋅=, 其中2121211C C C C R p +⋅⋅=ω，3321C R p ⋅=ω,2211C R z ⋅=ω, 3312)(1C R R z ⋅+=ω 设计例子: Vin=5V, Vout=3.3V, Fsw=300kHz, Cout=990uF, ESR=5mohm, L=900nH, DCR=3mohm, 剪切频率希望在90kHz, 相位裕量45度.Type 2设计: R1=4.12k, R2=124k, C1=8.2pF, C2=2.2nF, 设计结果如图8所示. 相位裕量不到45度, Type 2已经无能为力了.Type3 设计: R1=4.12k, R2=20.5k, R3=150ohm, C1=0.22nF, C2=2.7nF, C3=6.8nF, 设计结果如图9所示. 相位裕量45度有余.原文是Intersil Technical Brief 417(TB417). 有兴趣的可看原文. 图画的不错就拷贝来了.这里的设计方法仅限于已知电容量大小, 对模块电源来说, 不接电容和接不同类型电容都要稳定, 则剪切频率不可能太高,Type 1或Type 2或其他类型补偿器也能使用, 因根据实际情况加以调整而不可拘泥.图8. Type 2设计结果图9. Type 3设计结果。
最详细的开关电源反馈回路设计
开关电源反馈回路设计开关电源反馈回路主要由光耦（如PC817）、电压精密可调并联稳压器（如TL431）等器件组成。
要研究如何设计反馈回路，首先先要了解这两个最主要元器件的基本参数。
1、光耦PC817的基本参数如下表：2、可调并联稳压器由TL431的等效电路图可以看到，Uref是一个内部的2.5V 基准源，接在运放的反相输入端。
由运放的特性可知，只有当REF 端（同相端）的电压非常接近Uref（2.5V）时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着REF 端电压的微小变化，通过三极管VT的电流将从1 到100mA 变化。
当然，该图绝不是TL431 的实际内部结构，所以不能简单地用这种组合来代替它。
但如果在设计、分析应用TL431 的电路时，这个模块图对开启思路，理解电路都是很有帮助的。
前面提到TL431 的内部含有一个2.5V 的基准电压，所以当在REF 端引入输出反馈时，器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流，控制输出电压。
如图2 所示的电路，当R1 和R2 的阻值确定时，两者对Vo 的分压引入反馈，若Vo 增大，反馈量增大，TL431 的分流也就增加，从而又导致Vo 下降。
显见，这个深度的负反馈电路必然在Uref等于基准电压处稳定，此时Vo=(1+R1/R2)Vref。
图2选择不同的R1 和R2 的值可以得到从2.5V 到36V 范围内的任意电压输出，特别地，当R1=R2 时，Vo=5V。
需要注意的是，在选择电阻时必须保证TL431 工作的必要条件，就是通过阴极的电流要大于1 mA。
了解了TL431和PC817的基本参数后，来看实际电路：图3反馈回路主要关注R6、R8、R13、R14、C8这几个器件的取值。
首先来看R13。
R13、R14是TL431的分压电阻，首先应先确定R13的值，再根据Vo=(1+R14/R13)Vref 公式来计算R14的值。
1.确定R13.、R14取值确定R13的值考虑以下两个条件：1、TL431 参考输入端的电流，一般此电流为2uA 左右，为了避免此端电流影响分压比和避免噪音的影响，一般取流过电阻R13 的电流为参考段电流的100 倍以上，所以此电阻要小于2.5V/200uA=12.5K。
电源反馈设计速成篇之八建模篇(Peak Current Mode)
电源反馈设计速成篇之八: 建模篇(Peak Current Mode) 图1为Peak Current Mode 等效小信号模型. Vg为输入电压, Vo为输出电压, io 为输出电流, iL 为电感电流, d为占空比, Vc为反馈控制电压. Gvg为Vg到Vo的传递函数, Gvd为d 到Vo的传递函数, Gig, Gio, Gid分别为Vg, io, d到iL的传递函数, Zo为开环输出阻抗, Fm为等效调制比(Voltage Mode就是三角波幅度倒数, Current Mode是电压和电流的综合),Kf和Kr是考虑了Vg和Vo的扰动影响, 其值很小, 一般忽略没有大的影响. Hv是电压反馈环, Hi是电流采样系数, 负号表示负反馈. 如果是采样电阻的CIC(Current Injection Control)法, Hi就是采样电阻,如果是电感电压的SCM(Standard Current Mode)法, Hi要根据具体电路求得. Current Mode的精髓是要知道电感的di/dt.Gvg, Gvd, Zo, Gig, Gid, Gio这些传递函数都可以由Voltage Mode得到. 不再赘述.图1. Peak Current Mode等效小信号模型He 是等效采样保持传递函数1)(−⋅=⋅sT s se e T s s HTs 为开关周期.如下表:: Ri 为电流取样电阻, 即Hi.可以证明, 不论Ri 去多大, 电流内环都一样, 因为Fm 可以和Ri 对消．一般Ri 由功耗等决定．定义s e n s n c m T S S T S m F )(11+==, ne cS S m +=1Ts 为开关周期, Se 为外加斜坡补偿三角波幅值, Sn 为电感电流采样等效三角波幅值. mc 为衡量斜坡补偿效果系数, mc=1即Se=0, 为纯电流控制，mc>>1既外加斜坡补偿>>电感电流采样等效三角波幅值, 退化为Voltage Mode.一般mc=1.5-2.Hv 为设计参数，一般用Type2补偿，零点决定响应快慢，极点补偿ESR 零点，ＲＨＰ零点，或1/2开关频率，三者取其低的值.以上为CCM Mode, 如果为DCM mode, 则开环参数为DCM mode 下的各个参数, 如下表:图1为整个系统的信号流图, 在推导小信号公式时有很多变量为零, 可大大简化. 以控制到输出传递函数为例, 图2为buck 电路, 图3为buck 小信号模型和控制到输出信号流图.V in图2. Buckd*Vap/Dvc图3. Buck 小信号模型和控制到输出信号流图可以求得电流内环开环回路增益Ti 为)()(s G s H H F T id e i m i ⋅⋅⋅=,电阻取样Hi=Ri, 否则要另行计算, 和具体电路有关. 当电流内环闭环时, 控制到输出传递函数Goc 为)(1)(s G F K T s G F G vd m r i vd m oc ⋅⋅−+⋅=电压回路增益Tv 为)()(s G s H F T vd v m v ⋅⋅=, Hv(s)为要设计的反馈部分.电压外环回路增益T2为ivT T T +=12, 根据T2来看相位和幅值裕量. 电流环闭合后输出阻抗Zoicl 为gi vd m e i vd o oicl V T s G F s H H s G s Z Z ⋅+⋅⋅⋅⋅+=)1()()()()(, Zo(s)为开环输出阻抗.电流环和电压环都闭合后输出阻抗Zovcl 为ivd m r vd m v oiclovcl T s G F K s G F s H Z Z +⋅⋅−⋅⋅+=1)()()(1 例子 Buck 电路:Vg 11:=L 37.5106−⋅:= Rc 0.02:= C 400106−⋅:= Fs 50103⋅:= Vo 5:= R 1:=Ri 0.33:=Sn Vg Vo −L Hi ⋅:= Sn 5.28104×=Fm mc ()1mc Sn ⋅Ts ⋅:=mc 设为变量, 对Hv 零点和极点的选取:选择 wzc 使Settling time 为 0.5ms,wzc 10.5103−⋅:=wzc 2103×=选择wpc 为 ESR 零点, RHP 零点, 1/2 开关频率, 三者的低频:w ZESR 1.25105×=ws 2π⋅Fs ⋅:= 0.5ws 1.571105×= 因没有RHP 零点, ESR 零点比1/2 开关频率低, 取wpc w ZESR :=wpc 1.25105×= Rx 103:=Ry 103:=Hv s wi ,()Ry Rx Ry +wis1swzc +1s wpc+⋅:=Kr Ts Ri⋅2L ⋅:=Kr 0.088=Kf D −Ts ⋅Ri⋅L1D 2−⎛⎜⎝⎞⎟⎠⋅:=Kf 0.062−=图4为电流内环闭环时, 控制到输出传递函数Goc, 参变量mc 为1,1.2,1.5,2,4. Mc=1.5 –2时系统相位和幅值变化平稳. 选取mc=1.5.变化wi 不会改变Hv 相位, 选取 wi 以满足相位和幅值裕量要求. 图5给出了T2和wi 关系. 选取 wi = 40000, 剪切频率fc=13253 Hz, 相位和幅值裕量 55 degree, 6 dB.图6为求得反馈部分电阻,电容值后电流内环闭环时, 控制到输出传递函数Goc, mc=1为纯电流控制, mc=1.5为外加斜坡补偿的优化设计.图7为电流环闭合后输出阻抗Zoicl, mc=1为纯电流控制, mc=1.5为外加斜坡补偿的优化设计.图8为电流环和电压环都闭合后输出阻抗Zoicl, mc=1为纯电流控制, mc=1.5为外加斜坡补偿的优化设计.图9-11分别为mc=1时的PSPICE 仿真结果, 用来验证公式的正确.101001.1031.1041.1051.10660402020gain Goc 2i π⋅f n ⋅1,()()gain Goc 2i π⋅f n ⋅ 1.2,()()gain Goc 2i π⋅f n ⋅ 1.5,()()gain Goc 2i π⋅f n ⋅2,()()gain Goc 2i π⋅f n ⋅4,()()f n101001.1031.1041.1051.10620015010050180−phase Goc 2i π⋅f n ⋅1,()()phase Goc 2i π⋅f n ⋅ 1.2,()()phase Goc 2i π⋅f n ⋅ 1.5,()()phase Goc 2i π⋅f n ⋅2,()()phase Goc 2i π⋅f n ⋅4,()()f n图4. 电流内环闭环控制到输出传递函数Goc101001.1031.1041.1051.10660303060gain T22i π⋅f n ⋅ 1.5,10000,()()gain T22i π⋅f n ⋅ 1.5,20000,()()gain T22i π⋅f n ⋅ 1.5,40000,()()gain T22i π⋅f n ⋅ 1.5,100000,()()gain T22i π⋅f n ⋅ 1.5,200000,()()f n101001.1031.1041.1051.10630025020015010050180−phase T22i π⋅f n ⋅ 1.5,10000,()()phase T22i π⋅f n ⋅ 1.5,20000,()()phase T22i π⋅f n ⋅ 1.5,40000,()()phase T22i π⋅f n ⋅ 1.5,100000,()()phase T22i π⋅f n ⋅ 1.5,200000,()()f n图5. 电压外环回路增益T2 和wi 关系1101001.1031.1041.1051.1068060402020gain Goc 2i π⋅f n ⋅1,()()gain Goc 2i π⋅f n ⋅mc,()()f n1101001.1031.1041.1051.10620015010050180−phase Goc 2i π⋅f n ⋅1,()()phase Goc 2i π⋅f n ⋅mc,()()f n图6. 电流内环闭环控制到输出传递函数Goc (mc=1, 1.5)1101001.1031.1041.1051.10640302010gain Zoicl 2i π⋅f n ⋅1,()()gain Zoicl 2i π⋅f n ⋅mc ,()()f n1101001.1031.1041.1051.10680604020phase Zoicl 2i π⋅f n ⋅1,()()phase Zoicl 2i π⋅f n ⋅mc,()()f n图7.电流环闭合后输出阻抗Zoicl (mc=1, 1.5)1101001.1031.1041.1051.10680604020gain Zovcl 2i π⋅f n ⋅1,wi,()()gain Zovcl 2i π⋅f n ⋅mc ,wi,()()f n1101001.1031.1041.1051.106200100100180−phase Zovcl 2i π⋅f n ⋅1,wi ,()()phase Zovcl 2i π⋅f n ⋅mc ,wi ,()()f n图8. 电流环和电压环都闭合后输出阻抗Zovcl (mc=1, 1.5)图9. Pspice 结果:电流内环闭环控制到输出传递函数Goc (mc=1)图10. Pspice 结果: 电流环闭合后输出阻抗Zoicl (mc=1)图11. Pspice 结果: 电流环和电压环都闭合后输出阻抗Zovcl (mc=1)。
最详细的开关电源反馈回路设计
最详细的开关电源反馈回路设计一、开关电源的基本概念开关电源，简单来说，就是一种通过开关元件来控制能量转换的电源。
它不像传统的线性电源那么笨重，能效高，体积小，深受大家喜爱。
开关电源的核心就是那些高频开关信号，通过快速开关，能把输入的直流电转换成稳定的输出电压。
1.1 开关电源的工作原理说到工作原理，真的是“门槛低，深度高”。
我们先来看输入电压，经过整流、滤波，变成直流电。
然后，开关元件会以特定频率开关。
这个频率一般在几十千赫兹到几百千赫兹之间。
高频率的好处是能使变压器体积缩小，同时减小电感和电容的体积。
最终，通过整流和滤波，就得到了我们需要的稳定输出电压。
1.2 反馈回路的重要性接下来，得提一下反馈回路。
没有反馈，开关电源就像无头苍蝇，根本无法稳定输出电压。
反馈回路负责实时监测输出电压，确保输出与设定值一致。
反馈信号通过调节开关元件的导通时间来调整输出。
这样一来，开关电源就能适应不同的负载变化，保持稳定，真的是妙不可言。
二、反馈回路的设计要点反馈回路设计，就像做菜，火候掌握得好，味道自然出众。
咱们可以从几个方面来聊聊。
2.1 选择反馈类型首先，得决定用什么样的反馈类型。
可以是电压反馈，也可以是电流反馈。
电压反馈比较常见，它能更好地保持输出电压的稳定性。
而电流反馈则适用于对过载保护有要求的场合。
不同的场合选择不同的反馈类型，才是“量体裁衣”。
2.2 确定控制策略控制策略也是设计中的重中之重。
常见的有脉宽调制（PWM）和脉频调制（PFM）。
PWM适合需要高效率的场合，而PFM则在负载较轻时表现出色。
选择合适的控制策略，能让电源在不同条件下都能表现如鱼得水。
2.3 稳定性分析稳定性分析可以说是设计反馈回路的“必修课”。
要确保系统在负载变化或输入电压波动时，输出电压能快速恢复。
常用的方法包括Bode图分析和根轨迹法。
这些分析能帮助我们识别潜在的问题，确保反馈回路的稳定性，真是一项不可忽视的工作。
三、元器件的选择设计反馈回路，离不开元器件的选择。
采用UC的反激式开关电源反馈回路的改进与设计方案
采用UC3844的反激式开关电源反馈回路的改进与设计摘要：介绍了一种基于PWM控制芯片UC3844的反激式开关电源的反馈回路改进设计，详细讨论了新型反馈电路的工作过程及设计方案，采用光耦PC817和电压基准TL431组成反馈网络。
该电源性能优良，具有结构简单，稳压效果好，负载调整率高等优点，具有很高的生产应用价值。
关键词： UC3844。
反馈电路。
反激式开关电源开关电源被誉为高效节能电源，它代表着稳压电源的方向，现已成为稳压电源的主流产品。
开关电源采用功率半导体器件作为开关的器件，通过周期性间接工作，控制开关器件的占空比来调整输出电压。
单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20W～100W，工作频率在20kHz～200kHz之间，可以同时输出不同的电压，而且具有较好的电压调整率[1]。
开关稳压电源的反馈回路决定了开关电源的精度和整体性能。
传统的开关电源反馈回路从变压器输入端取电压，没有隔离，响应慢，抗干扰能力差[2]。
本文介绍一种基于电流型PWM芯片UC3844的开关电源的反馈回路改进，采用可调式精密并联稳压器加光电耦合器接法，具体使用TL431加PC817。
这种方法由于使用了精密电压源做控制参考电压，控制精度非常高，性能稳定。
1 UC3844原理与特性UC3844是安森美公司生产的高性能、固定频率、电流模式控制器，广泛应用于中小功率的DC-DC开关电源。
该集成电路的特点是：具有振荡器、温度补偿的参考、高增益误差放大器、电流取样比较器和大电流图腾柱输出，是驱动功率MOSFET的理想器件。
UC3844相对于同系列的UC384x，最大的优点是占空比不超过50%，防止开机瞬间或负载短路时，变压器可能出现的饱和现象。
UC3844采用DIP-8封装，其内部结构框图如图1所示，其管脚说明如表1所示[3]。
2 常用电路的典型结构基于UC3844的开关电源的电流反馈电路典型结构如图2所示。
220V交流电压经整流滤波后，得到300V直流电压，主要功率经串联于高频变压器初级绕组N1，到大功率MOSFET开关管V1集电极，在UC3844的控制下，开关管V1周期性地导通和截止。
最详细的开关电源反馈回路设计
最详细的开关电源反馈回路设计开关电源反馈回路设计，听起来可能有点高深，但其实里面有很多有趣的东西。
首先，咱们得明白什么是开关电源。
简单来说，它就是把交流电变成直流电的一种设备。
这种设备在我们的日常生活中随处可见，比如手机充电器、电视机，甚至电脑里都有它的身影。
接下来，我们来聊聊反馈回路。
这是开关电源中的关键部分，决定了电源的稳定性和效率。
反馈回路的主要作用是监测输出电压，并把这个信息反馈给控制器。
这样，控制器就能根据反馈信号调整工作状态，确保输出电压保持在设定范围内。
其实，设计一个高效的反馈回路就像调节一个乐器，得找到那个最佳的音调，让整个系统和谐工作。
在设计反馈回路时，有几个重要的参数需要考虑。
首先是增益，这个就是放大输入信号的能力。
增益过大会导致系统不稳定，反而让输出电压波动；增益过小则响应太慢，难以及时调整。
因此，选择合适的增益就像选对了调味料，刚刚好才好。
然后是带宽，这关系到反馈回路对输入信号变化的响应速度。
如果带宽过窄，系统可能无法快速跟上变化，导致输出不稳定。
而带宽过宽，又可能引入不必要的噪声，影响系统的稳定性。
所以，找到一个适中的带宽就显得尤为重要。
除了增益和带宽，延迟也是一个关键因素。
延迟过长会导致反馈信号到达控制器时，电压已经发生了变化，这样就无法及时调整输出，容易引起电压波动。
设计时要尽量缩短延迟，这样系统才能更灵敏地应对变化。
在实际设计中，我们还要考虑噪声的影响。
噪声不仅来源于电源本身，还有外部环境的干扰。
为了降低噪声，设计者可以在电路中添加滤波器。
滤波器就像是个守门员，能有效拦住不必要的信号，让系统更加稳定。
选择合适的滤波器类型和参数，能让整个反馈回路的性能得到提升。
谈到这里，咱们不妨深入一下具体的设计方案。
比如，采用电压反馈和电流反馈相结合的方式。
电压反馈能快速调整输出电压，而电流反馈则能保护电路不受过载影响。
两者结合，既提高了系统的稳定性，又增加了安全性。
这就像是两个人合作，互相补充，能达到更好的效果。
开关电源环路,反馈设计, 电源反馈设计速成
图 2.
电源反馈设计速成篇之四: 小信号篇 常 见 的 电 源 小 信 号 传 递 函 数 有 正 向 传 递 ( 音 频 抑 制 比 )Forward Transmission (Audio Susceptibility)=vout/vin, 反向传递 Reverse Transmission=iin/iout, 输入阻抗 Input Impedance= vin/iin, 输出阻抗 Output Impedance= vout/iout. 除 Reverse Transmission 外, 其余的很常用.为简单起见简称为 FT, RT, II, OI. 测量方法是对 FT 和 II, 因其有 vin 这一项, 应在电源输入端串入激励源如图 1 所 示. 对 RT 和 OI, 因其有 iout 这一项, 应在电源输出端并联激励源如图 2 所示. 激励源 需对小信号进行隔离放大以便测量. 典型小信号一般只考虑幅值. 典型闭环小信号测 量结果如图 3-6 所示. 对 Voltage mode CCM Buck 电路来说, 小信号等效模型如图 7 所示, 不难求得以 下开环和闭环小信号传递函数(除 RT 外): 1 + s ωz 开环 FT: Gvg _ open = D ⋅ , 2 1 + s ω0Q + s 2 ω0 Gvg _ open 闭环 FT: Gvg _ close = 1+ T R 1+ L 1 1 1 R , Q= 1 ⋅ 其中, ωz = , ω0 = ⋅ L R ⋅ RL R RC C ω0 LC 1 + C ) + C ⋅ ( RC + R + RL R + RL R 开环控制到输出传递函数 Gvd: 1 + s ωz R Gvd = V g ⋅ ⋅ , R + RL 1 + s ω 0 Q + s 2 ω 0 2 锯齿波电压峰峰值为 Vm, 则调制部分为: 1 Fm = Vm 补偿器设计为 As,则开环回路增益为: T = − As Fm Gvd R ⋅ R (1 + s ω z ) ⋅ (1 + s ω z 2 ) 开环 OI: Z out _ open = ( L , )⋅ RL + R 1 + s ω 0 Q + s 2 ω 0 2 Z 闭环 OI: Z out _ close = out _ open , 1+ T RL 其中, ωz 2 = L 2 R + R 1 + s ω0Q + s 2 ω0 开环 II: Z in _ open = ( L 2 ) ⋅ , D (1 + s ω p ) 闭环 II: Z in _ close =
DCDC模块电源的反馈电路和设计方法
一阶极点
二阶极点
零点 一阶极点 零点
零点
开关电源反馈电路产生震荡的原因：
1. 2. 零极点发生偏移。极点往低频段偏移，或增加了新的极点都 有可能导致系统不稳。 系统增益发生变化。如光耦的增益发生变化，PWM控制器 的三角波斜率发生变化。
消除震荡的方法：
1. 2. 3. 降低控制器的增益。 降低零点频率。 让系统开环，用网络分析仪测试其开环传递函数，以确定零 极点分布和增益情况，再采取相应对策。
1 80
180 160 140 120 100 80 60 40 Gain( f ) 20 0 P hase( f ) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 100
9
Vref
R3
Uo
180 165 150 135 120 105 90 75 Gain( f ) 60 45 P hase( f ) 30 15 0 15 30 45 60 75 90 1 10 100 f
1 10
3
1 10
4
1 10
5
PI调节器的设计原则：
R1 Ui C1 C2
R1 1 1 0
180 165 150 135 120 105 90 75 Gain( f ) 60 45 P hase( f ) 30 15 0 15 30 45 60 75 90 1 10
4
R2 1 1 0
3
C1 1 1 0
8
C2 1 1 0
9
R2
+
Vref
R3
Uo
G( s) Uo / Ui
开环传递函数的幅频特性（波特图）：
Open Loop Gain Phase Curve:
PSR原边反馈开关电源设计之三---EMC技巧（精选五篇）
PSR原边反馈开关电源设计之三---EMC技巧（精选五篇）第一篇：PSR原边反馈开关电源设计之三---EMC技巧PSR原边反馈开关电源设计之三——EMC设计技巧上图：先谈谈PCB LAYOUT注意点：大家都知道，EMC对地线走线毕竟有讲究，针对PSR的初级地线，可以分为4个地线，如图中所标示的三角地符号。
这4个地线需采用“一点接地”的布局。
1.C8的地线为电源输入第。
2.R5的地为功率地。
3.C2的地为小信号地。
4.变压器PIN3的地为屏蔽地。
这4个地的交接点为C8的负端，即：输入电压经整流桥后过C1到C8地，R5和变压器PIN3的地分别采用单独连线直接引致C8负端相连，连线尽量短；R5地线因考虑到压降和干扰应尽量宽些。
C5,R10,U1 PIN7和PIN8地线汇集致C2负端再连接于C8负端。
若为双面板，以上4条地线尽量不要采用过孔连接，不得以可以采用多个过孔阵列以减小过孔压降。
以上地线布局恰当，产品的共模干扰会很小。
因PSR线路负载时工作在PFM状态下的DCM模式，DI/DT的增大和频率的提升，所以较难处理的是传导150K~5M差模干扰。
就依图从左到右针对有影响EMC的元件进行逐个分析。
1.保险丝将保险丝换用保险电阻理论上来讲对产品效率是有负面影响的，但实际表现并不明显，所以保险丝可以采用10/1W的保险电阻来降低150K附近的差模干扰，对通过5级能耗并无太大影响，且成本也有所降低。
2.C1,L2,C8 PSR工作在DCM模式，相对而言其输入峰值电流会大很多，所以输入滤波很重要。
峰值电流的增大会导致低压输入时母线电压较低，且C8的温升也会增加；为了提高母线电压和降低C8的温升，需提高C1的容量和使用LOW ESR的C1和C8。
因为提高C1的容量后，C1和C8的工作电压会上升，在输出功率不变的情况下，输入的峰值电流就会降低。
因L2的作用，实际表现为增加C1的容量比增加C8的容量抑制EMC会更有效。
开关电源反馈回路设计
开关电源反馈回路设计
近年来，随着电子技术的飞速发展，开关电源逐渐成为一种主流
的电源供应方式。
作为一种高效稳定、可靠性高、功率密度大的电源
设计方案，开关电源在电子设备中广泛应用。
其中反馈回路的设计是
开关电源设计的重要组成部分。
反馈回路是开关电源中的关键环节，它决定了整个电源的性能和
稳定性。
在反馈回路设计中，我们需要选择合适的信号采集电路，设
计合理的信号放大电路、比较电路和控制电路。
同时，还需要注意相
邻环节之间的耦合影响以及各种干扰的对设备的影响。
在反馈回路设计时，我们需要重点考虑以下几个方面。
首先，信号恢复的准确性。
在输入信号传输中，一般情况下信号
会受到很多不同的干扰，因此我们需要采用合适的信号采样电路来确
保信号的稳定、精确和信噪比的要求。
据此设计合理的信号放大电路，以保证输出信号的准确性。
其次，反馈电路的稳定性。
反馈回路的稳定性是开关电源设计重
要的考虑因素。
为了保证回路稳定，我们需要合理设计反馈控制电路。
建立合适的模型来对反馈回路进行分析，根据分析结果选择合适的设
计策略，合理的控制反馈环节，调节反馈电路增益。
再者，设计过程中还需要注意尽可能降低功耗，减少热效应对回路的影响。
同时要考虑输出负载的变化对电源的影响，确保电源稳定性不受负载变化的影响。
总之，反馈回路设计是开关电源设计中的重要部分。
通过采用科学的设计方法和完善的技术手段，可以有效地提高开关电源的性能和稳定性，保证电子设备的正常运行。
最详细的开关电源反馈回路设计
开关电源反馈回路设计之邯郸勺丸创作开关电源反馈回路主要由光耦（如PC817）、电压精密可调并联稳压器（如TL431）等器件组成。
要研究如何设计反馈回路，首先先要了解这两个最主要元器件的基本参数。
1、光耦PC817的基本参数如下表：2、可调并联稳压器由TL431的等效电路图可以看到，Uref是一个内部的2.5V 基准源，接在运放的反相输入端。
由运放的特性可知，只有当REF 端（同相端）的电压非常接近Uref（2.5V）时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着REF 端电压的微小变更，通过三极管VT的电流将从1 到100mA 变更。
当然，该图绝不是TL431 的实际内部结构，所以不克不及简单地用这种组合来代替它。
但如果在设计、分析应用TL431 的电路时，这个模块图对开启思路，理解电路都是很有帮忙的。
前面提到TL431 的内部含有一个2.5V 的基准电压，所以当在REF 端引入输出反馈时，器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流，控制输出电压。
如图2 所示的电路，当R1 和R2 的阻值确定时，两者对Vo 的分压引入反馈，若Vo 增大，反馈量增大，TL431 的分流也就增加，从而又导致Vo 下降。
显见，这个深度的负反馈电路必定在Uref等于基准电压处稳定，此时Vo=(1+R1/R2)Vref。
图2选择分歧的R1 和R2 的值可以得到从2.5V 到36V 范围内的任意电压输出，特别地，当R1=R2 时，Vo=5V。
需要注意的是，在选择电阻时必须包管TL431 工作的需要条件，就是通过阴极的电流要大于1 mA。
了解了TL431和PC817的基本参数后，来看实际电路：图3反馈回路主要关注R6、R8、R13、R14、C8这几个器件的取值。
首先来看R13。
R13、R14是TL431的分压电阻，首先应先确定R13的值，再根据Vo=(1+R14/R13)Vref 公式来计算R14的值。
1.确定R13.、R14取值确定R13的值考虑以下两个条件：1、TL431 参考输入端的电流，一般此电流为2uA 左右，为了防止此端电流影响分压比和防止噪音的影响，一般取流过电阻R13 的电流为参考段电流的100 倍以上，所以此电阻要小于2.5V/200uA=12.5K。
模块电源的反馈电路和设计方法
100
80
60
40 Gain(f) 20
Phase ( f )
0 20
40
60
80
100
120
140
160
180
1
R 1 104 10
C 1 10 8
100
1 103
f
1 104
1 105
PI调节器的传递函数：
Ui R2
R1 C1
G(s) Uo /Ui R1
当 s i 时拉普拉斯变换即为傅立叶变换
自动控制系统的数学描述：
r(t)
c(t)
变换环节
snC(s) a1sn1C(s) .... anC(s) b0smR(s) b1sm1R(s) .... bmR(s)
C(s)
b0sm b1sm1 ... bm sn a1sn1 ... am
输出量
控制器
被控对象
开环控制系统
输入量 +
误差量
反馈量
控制量
控制器
被控对象
反馈环节
输出量
闭环控制系统
自动控系统的基本形式：
输入量 +
误差量
-
输入量1
+
控制器1
误差量1
控制量
控制器2
-
被控对象
反馈量
反馈环节 内环反馈
反馈环节
输出量
双环控制系统
输出量 Vo
内环 输入量
内环 反馈量
控制量 D
控制量 If
180 160 140 120 100 80 60 40 Gain(f) 20
1 104
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电源反馈设计速成篇之五: 设计篇 (Voltage mode, CCM)
设计的目的是为了系统稳定且有足够频率响应使系统在负载变化时得到较小的电压波动.
传统的无差运放调节器分为一类(Type 1), 二类(Type 2)和三类(Type 1), 对应其有一个, 两个和三个极点.
图1为Type 1补偿器. 其传递函数为一积分器.应用Type1补偿器时，为了系统稳定，剪切频率必须远在LC 谐振双极点之前．一般应用于对负载变化要求不高的场合．
1
111C R s G I ⋅⋅= 图2为Type 2补偿器, 其传递函数为
)
/1()/1(1)(1211p z II s s s C C R G ωω++⋅⋅+⋅=, 其中
2
12121C C C C R p +⋅⋅=ω，221C R z ⋅=ω 图3为Type 2补偿器波特图．相比Type1多引入了一个零点和极点，零点在前极点在后因此可以提升相位，推高剪切频率提高系统响应速度．图4为Type 2补偿器系统设计波特图，黑色为主电路开环频率响应，粉红色为补偿器频率响应，蓝色为整个系统开环回路增益(Loop Gain)，虚线为运放开环增益．剪切频率可在LC 谐振双极点之后．其前提是ESR 零点在剪切频率之前靠近LC 谐振双极点，否则相位裕量不够．设计要点是放零点在LC 谐振双极点之前如0.1倍处，极点在0.5倍开关频率之前以衰减高频噪声．
图5为Type 3补偿器波特图．相比Type2又多引入了一个零点和极点，零点在前极点在后因此可以提升更多相位，推高剪切频率提高系统响应速度．图6为Type 3补偿器系统设计波特图，黑色为主电路开环频率响应，粉红色为补偿器频率响应，蓝色为整个系统开环回路增益(Loop Gain)，虚线为运放开环增益．剪切频率可在LC 谐振双极点之后．设计要点是放两个零点在LC 谐振双极点之前如0.5和1倍处以抵消LC 谐振双极点，一个极点在ESR 零点处抵消ESR 零点,处另一个极点在0.5倍开关频率之前以衰减高频噪声．
图1. Type 1补偿器
图2. Type 2补偿器
图3. Type 2补偿器波特图
图４. Type 2补偿器系统设计波特图
图5. Type 3补偿器
图6. Type 3补偿器波特图
图7. Type 3补偿器系统设计波特图
Type 2补偿器, 其传递函数为
)
/1()/1()/1()/1(1)(12121211p p z z III s s s s s C C R G ωωωω+⋅++⋅+⋅⋅+⋅=, 其中
2
121211C C C C R p +⋅⋅=ω，3321C R p ⋅=ω,2211C R z ⋅=ω, 3312)(1C R R z ⋅+=ω 设计例子: Vin=5V, Vout=3.3V, Fsw=300kHz, Cout=990uF, ESR=5mohm, L=900nH, DCR=3mohm, 剪切频率希望在90kHz, 相位裕量45度.
Type 2设计: R1=4.12k, R2=124k, C1=8.2pF, C2=2.2nF, 设计结果如图8所示. 相位裕量不到45度, Type 2已经无能为力了.
Type3 设计: R1=4.12k, R2=20.5k, R3=150ohm, C1=0.22nF, C2=2.7nF, C3=6.8nF, 设计结果如图9所示. 相位裕量45度有余.
原文是Intersil Technical Brief 417(TB417). 有兴趣的可看原文. 图画的不错就拷贝来了.
这里的设计方法仅限于已知电容量大小, 对模块电源来说, 不接电容和接不同类型电容都要稳定, 则剪切频率不可能太高,Type 1或Type 2或其他类型补偿器也能使用, 因根据实际情况加以调整而不可拘泥.
图8. Type 2设计结果
图9. Type 3设计结果。