开关电源反馈控制原理介绍
开 关 电 源 反 馈 控 制 原 理 简 介
在原单接电容补偿的地方改接电阻R和电容串联。
Thanks!
－ uO
净输入量uD= uN－ uP ，反馈信号 使净输入量增大，引入的是正反馈。
净输入量iN= iI－ iF，反馈信号 使净输入量减小，引入的是负反馈。
Closed loop gain study 1
开环控制与闭环控制两者区别:
开环控制 没有反馈环节 闭环控制 有反馈环节可以对反馈的结果进行控制产生影响
反馈的概念：
控制系统中，输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入 量进行比较的过程，就是反馈
反馈类型：
正反馈—加入反馈后，净输入信号比没有引入反馈时增加了，输出幅度增加 。 负反馈—加入反馈后，净输入信号比没有引入反馈时减小了，输出幅度下降
负反馈的功能：
稳定静态工作点；稳定放大倍数；改善输入电阻、输出电阻；扩展通频带。
R2
uI
+ A uO
R1
uI
+ A uO
uI
+ A R
R的接入没有引馈的放 大电路
入反馈
Basic concept of feedback control 4
正反馈与负反馈 + uI uN + + uD uP R1
判断的方法：瞬时极性法
A + － uO
R2
－ uF
＋
R2
iF + R1 + iN uN uI A iI +
Af=A/1+Af
在深度负反馈条件下，其计算公式近似为：Af=1/F
General methods for compensation 1
电容滞后补偿法
将补偿电容连接在前一级的输出电阻和后一级的输入电阻都比较大的回路
开关电源工作详细原理讲解
开关电源工作详细原理讲解
开关电源是一种将输入电源转换为需要的输出电源的电子装置。
它主要由变压器、整流电路、滤波电路、功率开关器件、控制电路等组成。
以下是开关电源的工作原理的详细讲解。
1. 变压器：开关电源采用高频工作，输入的交流电压经过变压器降压，得到适合的工作电压。
2. 整流电路：变压器输出的交流电压经过整流电路，将其变为直流电压。
常用的整流电路包括单相半波整流电路、单相全波整流电路和三相全波整流电路。
3. 滤波电路：直流电压经过整流后还带有较大的纹波，需要通过滤波电路进行滤波，减小纹波。
常见的滤波电路有电容滤波电路和电感滤波电路。
4. 功率开关器件：开关电源使用功率开关器件（如MOSFET
或IGBT）来控制电流的开关状态。
通过控制开关的导通和关
断时间，可以调整输出电压和电流。
5. 控制电路：控制电路是开关电源的核心部分，它根据输出电压的反馈信号，实时调整功率开关器件的开关状态，确保输出电压稳定。
6. 反馈回路：开关电源会通过反馈回路感知输出电压情况，并将这一信息传递给控制电路。
当输出电压偏离设定值时，控制电路将校正功率开关器件的开关状态，维持输出电压的稳定性。
综上所述，开关电源通过变压器对输入电源进行降压，然后经过整流、滤波、功率开关器件和控制电路的协同作用，将输入的交流电源转换为稳定的直流输出电源。
控制电路通过反馈回路不断调整功率开关器件的开关状态，以维持输出电压的稳定性。
开关电源具有高效率、小体积、重量轻等优点，广泛应用于各种电子设备中。
开关电源工作原理
开关电源工作原理
开关电源，又称开关式电源，是一种将电能有源转换为高效直流电能供应的电源系统。
其工作原理可以分为以下几个主要部分：
1. 输入滤波：交流电从电源输入端进入开关电源时，首先经过一个电源输入滤波器。
该滤波器的作用是去除电源输入端的电源干扰，包括高频噪声和电源波动等。
滤波后的电源信号会进一步被送入下一个模块。
2. 整流和滤波：经过输入滤波的电源信号进入整流桥。
整流桥通过将交流电转换为脉冲直流电，使得电源信号的方向一致。
然后，通过滤波电容对这些脉冲进行平滑，去除脉冲部分，得到较为平稳的直流电源信号。
3. 交流直流变换：经过整流和滤波的直流电源信号进入交流直流变换器。
这个变换器使用高频开关器件（如MOSFET）来控制电源信号的开关转换，将直流电源信号转换为高频脉冲电流。
通过变压器的电感和电容滤波，将高频脉冲电流转换为平稳的低频直流电源。
4. 输出调整：经过交流直流变换后，得到所需电压和电流水平的直流电源信号。
然后，经过输出调整电路，如电压稳压器或电流限制器等，保证电源输出的稳定性和可靠性。
5. 反馈控制：为了保持输出电压稳定，开关电源通常会采用反馈控制机制。
在输出端引入一个反馈回路，监测输出电压，并
将监测结果与设定值进行比较。
然后，通过控制开关器件的开关状态来调整电源输出，使输出电压维持在设定值范围内。
需要注意的是，开关电源工作原理中的各个部分相互关联，通过精细的控制和调节，实现高效、稳定的电能转换。
这种工作原理使得开关电源在电子设备、计算机等领域得到广泛应用，并取代了传统的线性电源。
开关电源工作原理详解
开关电源工作原理详解
开关电源是一种将直流电转换为高频交流电，然后通过变压器进行变压、整流和滤波得到稳定的直流电输出的电源。
开关电源的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 输入电压调整：开关电源首先对输入电压进行调整，通常使用一个电压反馈回路来实现电压稳定。
具体方式是通过一个采样电阻将一部分输入电压反馈给一个比较器，与内置的参考电压进行比较并调整。
2. 脉冲宽度调制：为了将输入电压转换为高频交流电，开关电源使用脉冲宽度调制（PWM）技术。
通过调整一个脉冲调制器中的比较器输入电压来控制开关管的开关时间，从而调整输出电压。
3. 开关管控制：开关电源中的主要元件为开关管，通常使用MOSFET作为开关管。
通过控制开关管的导通和断开，可以将输入电压转换为高频的方波信号。
开关管的导通和断开通过PWM信号控制。
4. 变压器和整流：通过变压器将高频方波信号变换为适宜的电压，并进行整流。
变压器主要负责将输入电压变压到适合输出电压的比例，并通过整流电路将高频信号转换为直流信号。
5. 稳压和滤波：通过控制PWM信号的占空比和频率，可以调整输出电压的稳定性。
而后，通过滤波电容和电感器对输出直
流电进行滤波，减小输出电压波动。
6. 输出调节：将滤波后的直流电通过一个稳压稳流电路进行输出调节，确保输出电流和电压的稳定性和精度。
输出调节可以通过负载的变化来自动调整。
开关电源的工作原理利用了高频开关管的导通和断开来控制输出电压，通过变压器和整流电路将输入电压转换为稳定的直流电。
开关电源具有体积小、效率高、可调范围广等优点，被广泛应用于各种电子设备中。
开关电源PWM的五种反馈控制模式
一、引言PWM开关稳压或稳流电源基本工作原理就是在输入电压变化、内部参数变化、外接负载变化的情况下，控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关器件的导通脉冲宽度，使得开关电源的输出电压或电流等被控制信号稳定。
PWM的开关频率一般为恒定，控制取样信号有：输出电压、输入电压、输出电流、输出电感电压、开关器件峰值电流。
由这些信号可以构成单环、双环或多环反馈系统，实现稳压、稳流及恒定功率的目的，同时可以实现一些附带的过流保护、抗偏磁、均流等功能。
对于定频调宽的PWM闭环反馈控制系统，主要有五种PWM反馈控制模式。
下面以VDMOS开关器件构成的稳压正激型降压斩波器为例说明五种PWM反馈控制模式的发展过程、基本工作原理、详细电路原理示意图、波形、特点及应用要点，以利于选择应用及仿真建模研究。
二、开关电源PWM的五种反馈控制模式1. 电压模式控制PWM (VOLTAGE-MODE CONTROL PWM)：如图1所示为BUCK降压斩波器的电压模式控制PWM反馈系统原理图。
电压模式控制PWM是六十年代后期开关稳压电源刚刚开始发展起就采用的第一种控制方法。
该方法与一些必要的过电流保护电路相结合，至今仍然在工业界很好地被广泛应用。
电压模式控制只有一个电压反馈闭环，采用脉冲宽度调制法，即将电压误差放大器采样放大的慢变化的直流信号与恒定频率的三角波上斜波相比较，通过脉冲宽度调制原理，得到当时的脉冲宽度，见图1A中波形所示。
逐个脉冲的限流保护电路必须另外附加。
主要缺点是暂态响应慢。
当输入电压突然变小或负载阻抗突然变小时，因为有较大的输出电容C及电感L相移延时作用，输出电压的变小也延时滞后，输出电压变小的信息还要经过电压误差放大器的补偿电路延时滞后，才能传至PWM比较器将脉宽展宽。
这两个延时滞后作用是暂态响应慢的主要原因。
图1A电压误差运算放大器（E/A）的作用有三：①将输出电压与给定电压的差值进行放大及反馈，保证稳态时的稳压精度。
pwm开关电源,图解开关电源的pwm反馈机制
pwm 开关电源，图解开关电源的pwm 反馈机制
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC 和MOSFET 构成。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。
目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
开关电源工作原理
1.交流电源输入经整流滤波成直流；
2.通过高频PWM（脉冲宽度调制）信号控制开关管，将那个直流加到开关变压器初级上;
3.开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供给负载；
4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制PWM 占空比，以达到稳定输出的目的。
交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西，过滤掉电网上的干扰，同时也过滤掉电源对电网的干扰；。
开关电源原理详解
开关电源原理详解开关电源（Switching Power Supply）是一种将直流电源转换为不同电压、频率、波形的电源。
它通过开关管将输入电流以高频率开关，然后经过变压器、整流滤波和电压稳定电路，最终得到稳定的直流输出电源。
开关电源具有高效率、小体积和质量稳定等特点，被广泛应用于电子设备、通信系统、工业设备和生活家电中。
下面将详细介绍开关电源的工作原理。
开关电源主要由开关管、变压器、整流滤波电路以及反馈控制电路组成。
1.开关管开关管是开关电源的核心部件，一般采用MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）或IGBT（绝缘栅双极型晶体管）。
它的主要作用是根据控制信号将输入电流以高频率开关，实现功率的高效转换。
当控制信号为高电平时，开关管导通，电压负载得到输入电流；当控制信号为低电平时，开关管截止，电压负载断开，这样在开关管导通和截止的切换过程中，输入电流可以快速转换，实现高效的功率传输。
2.变压器变压器主要起到变换输入电压的目的。
它由两个或多个线圈绕在磁性铁芯上构成。
其中一个线圈称为“主线圈”，接收开关管输出的高频脉冲，产生磁场；另一个线圈称为“副线圈”，接收主线圈产生的磁场，并输出变压后的电压。
变压器通过磁耦合原理实现高频信号的传输和电压的变换。
主线圈产生的磁场会感应到副线圈中的电动势，导致输出电压的变化。
变压器的绕组比例决定了输入电压和输出电压的变换比例。
3.整流滤波电路整流滤波电路用于将变压器输出的交流电压转换为直流电压，并去除残余的高频噪声。
它主要由整流二极管和滤波电容组成。
整流二极管用于将交流电压转换为单向的脉冲电压。
当输入电压为正向的时候，整流二极管导通；当输入电压为反向的时候，整流二极管截止。
这样就实现了交流电压向直流电压的转换。
滤波电容通过存储电荷的方式实现电压的平滑，去除残余的高频脉动。
当整流二极管导通时，滤波电容充电；当整流二极管截止时，滤波电容向负载释放储存的电荷，保持输出电压的稳定。
《开关电源反馈》课件
功率反馈
总结词
功率反馈通过监测开关电源的输出功 率来控制其输出。
详细描述
功率反馈的工作原理是将开关电源的 输出功率的变化转化为电信号，并将 其反馈到控制电路中。控制电路根据 反馈信号调整开关电源的输出，以保 持输出功率的稳定。
开关电源反馈系统的控制方式
总结词
开关电源反馈系统的控制方式主要有比例控制、积分控制和微分控制等。
反馈环路的设计原则
包括电源、反馈网络、比较器和误差放大 器等。
将输出电压或电流与参考值进行比较，产 生误差信号，用于调节开关电源的输出。
确保系统的稳定性和快速响应能力，同时 减小误差。
反馈元件的选择与设计
电阻的选择
根据系统要求选择适当的电阻值和精度 ，以满足系统性能要求。
运算放大器的选择
根据系统增益、带宽和精度要求选择适 当的运算放大器。
《开关电源反馈》ppt课件
目录
• 开关电源反馈系统概述 • 开关电源反馈系统的工作原理 • 开关电源反馈系统的设计
目录
• 开关电源反馈系统的应用 • 开关电源反馈系统的优化与改进
01
开关电源反馈系统概述
开关电源反馈系统的定义与作用
01
02
定义
作用
开关电源反馈系统是指通过反馈控制理论和技术，对开关电源的输出 电压或电流进行实时监测和调节，以保证输出稳定、可靠的系统。
这有助于提高光伏逆变器的效率和稳定性，延长其使 用寿命。
05
开关电源反馈系统的优化 与改进
提高开关电源的效率
01
02
03
优化控制策略
采用先进的控制算法，如 PID控制、模糊控制等， 提高开关电源的效率。
降低损耗
优化电路设计，减小导线 和元件的损耗，提高整体 效率。
开关电源限流电路原理
开关电源限流电路原理
开关电源限流电路是一种通过在开关电源输出端串联一个电流限制元件来限制电流的电路。
其原理可以分为以下几个方面：
1. 反馈控制：开关电源将输出电压与参考电压进行比较，并根据比较结果调整开关管的开关时间，以稳定输出电压。
当输出电流超过限制值时，反馈控制机制会使开关管关闭更长的时间，从而降低输出电流。
2. 电流限制元件：电流限制元件通常采用电阻、电感或电容等元件。
当输出电流超过限制值时，电流限制元件会产生阻抗，从而限制电流的流动。
3. 负载检测：开关电源通过对输出端电流进行检测，了解负载电流的情况。
如果负载电流超过限制值，开关电源会通过反馈控制机制进行调整，限制输出电流。
4. 过电流保护：开关电源限流电路还会配备过电流保护机制，当输出电流超过一定阈值时，保护电路会将开关管关闭，以保护开关电源和负载不受过电流的损害。
综上所述，开关电源限流电路通过反馈控制和限流元件来限制输出电流，从而保护电源和负载，使其在安全范围内工作。
开关电源反馈电路原理
开关电源反馈电路原理开关电源是一种将输入电源信号通过开关管的通断来实现输出稳定电压或电流的电源装置。
在开关电源中，反馈电路起着至关重要的作用，它可以实现对输出电压或电流的精确控制和稳定性。
开关电源反馈电路的原理是通过对输出信号进行采样，将采样信号与设定的参考信号进行比较，然后通过控制开关管的通断来调节输出电压或电流，使其与设定值保持一致。
具体来说，开关电源反馈电路通常由三部分组成：采样电路、比较电路和控制电路。
首先是采样电路，它的作用是将输出电压或电流进行采样，得到一个反映实际输出情况的信号。
采样电路通常采用分压电阻或电流互感器等元件来实现，根据需要选择合适的采样点。
接下来是比较电路，它将采样信号与设定的参考信号进行比较，得到一个误差信号。
比较电路通常采用运算放大器等元件来实现，通过调整参考信号和采样信号的比较方式，可以实现对输出电压或电流的精确控制。
最后是控制电路，它根据比较电路输出的误差信号来控制开关管的通断。
控制电路通常采用反馈控制的方式，通过调整开关管的导通时间或频率，来实现对输出电压或电流的调节。
控制电路中通常包含一个脉宽调制（PWM）控制器，用于产生开关管的控制信号。
开关电源反馈电路的工作原理可以简单描述为：首先，采样电路对输出信号进行采样，得到采样信号；然后，比较电路将采样信号与设定的参考信号进行比较，得到误差信号；最后，控制电路根据误差信号来调节开关管的通断，实现对输出电压或电流的精确控制。
开关电源反馈电路的设计和调试是开关电源设计中的重要环节。
合理选择采样点、设计恰当的比较电路和控制电路，可以实现开关电源的高效、稳定工作。
反馈电路的稳定性和准确性对于开关电源的输出质量和可靠性至关重要。
总结起来，开关电源反馈电路通过对输出信号进行采样和比较，以及控制开关管的通断，实现对输出电压或电流的精确控制和稳定性。
这一原理在开关电源设计中起着至关重要的作用，对于保证开关电源的性能和可靠性具有重要意义。
开关电源基本工作原理
开关电源基本工作原理
开关电源是一种利用先进的电子器件和控制技术实现电能转换和稳定输出的电源。
其基本工作原理包括以下几个步骤：
输入电压：开关电源首先接收输入电压，通常是来自交流电源，其电压需要经过整流和滤波，转换为直流电压。
开关控制：开关电源中的开关器件（如晶体管、功率MOSFET等）被不断地开关控制，以控制电源的输出电压和
电流。
开关转换：通过开关器件的开关操作，输入电压被周期性地开关转换为高频的脉冲电压。
变压器：脉冲电压通过变压器步进变换，通过变压比实现提高或降低电压的功能。
变压器的输出通常经过整流和滤波以获得更加稳定的直流电压。
反馈控制：开关电源通过反馈电路监测和调整输出电压，以保持稳定的电压输出。
当输出电压低于或高于设定值时，反馈控制回路会相应地调整开关器件的工作状态，调整输出电压。
保护机制：开关电源还具备多种保护机制，如过流保护、过电压保护和过温保护等，以防止电源因故障而损坏电子器件或导致其他安全风险。
通过以上的基本工作原理，开关电源可以实现高效率、小体积、稳定可靠的电能转换和输出，广泛应用于各种电子设备中。
buck反馈原理
buck反馈原理Buck反馈原理是一种常见的电子反馈控制技术，被广泛应用于电源管理系统中。
它基于负载电压与参考电压之间的差异，并使用此差异来调整开关转换器的工作周期，以达到稳定输出电压的目的。
本文将详细介绍Buck 反馈原理，并逐步解释其工作原理。
第一部分：介绍Buck反馈原理第一部分将介绍Buck反馈原理的概述，包括其应用领域、基本工作原理以及优点。
第二部分：Buck反馈原理的基本工作原理第二部分将详细解释Buck反馈原理的基本工作原理，包括反馈控制循环、比较器、错误放大器和PWM调制等关键组件的作用。
第三部分：Buck反馈原理的实现步骤第三部分将逐步介绍Buck反馈原理的实现步骤，包括参考电压设定、误差放大器和比较器的调节、PWM调制和反馈控制系统的调试等。
第四部分：Buck反馈原理的应用案例第四部分将通过实际案例展示Buck反馈原理在电源管理系统中的应用，具体包括电源输出的稳定性、负载变化对输出电压的影响以及过流保护等方面。
第五部分：Buck反馈原理的优缺点第五部分将综合分析Buck反馈原理的优缺点，包括其稳定性、效率、成本和复杂程度等方面，并与其他常见的反馈控制技术进行比较。
第一部分：介绍Buck反馈原理Buck反馈原理是一种常见的电子反馈控制技术，广泛应用于电源管理系统中。
它通过将开关转换器的工作周期与负载电压之间的差异进行比较，来调整输出电压的稳定性。
这种反馈控制技术适用于各种应用场景，包括DC-DC转换器、电动车辆、锂电池充电器等。
Buck反馈原理的基本工作原理是通过比较参考电压与负载电压之间的差异来生成一个误差信号。
然后，该误差信号被放大并输入到PWM控制器中。
PWM控制器负责调整开关转换器的工作周期，以稳定输出电压。
这样，当负载电压低于参考电压时，误差信号将触发PWM控制器增加开关转换器的工作周期，从而提高输出电压。
相反，当负载电压高于参考电压时，误差信号将触发PWM控制器降低开关转换器的工作周期，以降低输出电压。
psr反激开关电源反馈原理
psr反激开关电源反馈原理反激开关电源是一种常用的电源拓扑结构，其主要特点是体积小、效率高、成本低。
在反激开关电源中，反馈回路起到了至关重要的作用，能够实现对输出电压的稳定控制。
这里将详细介绍反激开关电源反馈原理的相关内容。
反激开关电源的反馈回路一般由误差放大器、比较器和控制器等组成。
其基本原理是通过采样输出电压与参考电压之间的差异，并将这个差异放大后进行比较，然后通过控制器调整开关管的导通与截止，以使输出电压稳定在预设的值。
误差放大器是反馈回路的核心部分，它将输出电压与参考电压进行差分运算，产生一个误差信号。
误差放大器一般采用运算放大器实现，通过调节放大器的增益，可以对误差信号进行放大或压缩，从而达到稳定输出电压的目的。
比较器是将放大后的误差信号与参考电压进行比较的部分。
当误差信号大于参考电压时，比较器输出高电平，控制器会减小开关管的导通时间，降低输出电压；当误差信号小于参考电压时，比较器输出低电平，控制器会增加开关管的导通时间，提高输出电压。
通过比较器的工作，可以实现对输出电压的精确控制。
控制器是反馈回路中的决策执行部分，根据比较器输出的信号确定开关管的导通与截止时间。
控制器采用逻辑电路实现，根据比较器的输出状态决定输出控制信号，从而控制开关管的导通与截止，实现对输出电压的调节。
在反激开关电源的反馈回路中，还需要注意一些问题。
首先是输出电压与参考电压的匹配，通常应选择合适的参考电压并进行稳定化，以保证反馈回路的准确性。
其次是对反馈回路的相位裕度进行控制，相位裕度过小可能导致系统不稳定，而过大则可能引起过渡过程的趋肤现象。
反激开关电源反馈原理的研究与应用可以参考相关书籍、学术论文和专业技术文档。
例如，《开关电源设计与应用》、《电源技术与设计》等书籍提供了详细的反激开关电源反馈原理解析和设计方法。
此外，国内外学术期刊中也有大量的关于反激开关电源反馈原理的研究论文，可以从中获取更深入的理论和实践知识。
开关电源五种PWM反馈控制模式
开关电源五种PWM反馈控制模式1 引言PWM开关稳压或稳流电源基本工作原理就是在输入电压变化、内部参数变化、外接负载变化的情况下，控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关器件的导通脉冲宽度，使得开关电源的输出电压或电流等被控制信号稳定。
PWM 的开关频率一般为恒定，控制取样信号有：输出电压、输入电压、输出电流、输出电感电压、开关器件峰值电流。
由这些信号可以构成单环、双环或多环反馈系统，实现稳压、稳流及恒定功率的目的，同时可以实现一些附带的过流保护、抗偏磁、均流等功能。
现在主要有五种PWM反馈控制模式。
下面以VDMOS开关器件构成的稳压正激型降压斩波器为例，说明五种PWM反馈控制模式的发展过程、基本工作原理、详细电路原理示意图、波形、特点及应用要点，以利于选择应用及仿真建模研究。
2开关电源PWM的五种反馈控制模式一般来讲，正激型开关电源主电路可用图1所示的降压斩波器简化表示,Ug表示控制电路的PWM输出驱动信号。
根据选用不同的PWM反馈控制模式，电路中的输入电压Uin、输出电压Uout、开关器件电流(由b点引出)、电感电流(由c点引出或d点引出)均可作为取样控制信号。
输出电压Uout在作为控制取样信号时，通常经过图2所示的电路进行处理，得到电压信号Ue，Ue再经处理或直接送入PWM 控制器。
图2中电压运算放大器(e/a)的作用有三：①将输出电压与给定电压Uref的差值进行放大及反馈，保证稳态时的稳压精度。
该运放的直流放大增益理论上为无穷大，实际上为运放的开环放大增益。
②将开关电源主电路输出端的附带有较宽频带开关噪声成分的直流电压信号转变为具有一定幅值的比较“干净”的直流反馈控制信号(Ue)即保留直流低频成分，衰减交流高频成分。
因为开关噪声的频率较高，幅值较大，高频开关噪声衰减不够的话，稳态反馈不稳;高频开关噪声衰减过大的话，动态响应较慢。
虽然互相矛盾，但是对电压误差运算放大器的基本设计原则仍是“低频增益要高，高频增益要低”。
开关电源自激正反馈电路原理
开关电源自激正反馈电路原理一、开关电源自激正反馈电路概述开关电源自激正反馈电路是一种用于控制开关电源输出电压的电路。
它通过将电源的输出电压反馈到输入端，形成一个正反馈环路，以维持输出电压的稳定。
这种电路通常采用晶体管、可控硅等开关元件，通过调节开关元件的导通时间来控制输出电压。
二、开关电源自激正反馈电路原理开关电源自激正反馈电路的工作原理可以分为以下几个步骤：1.输入与输出电压采样：自激正反馈电路首先从电源的输出端采样输出电压，并将该电压反馈到输入端。
采样通常通过电阻分压器或电压互感器等元件实现。
2.电压比较与误差放大：采样得到的输出电压与参考电压进行比较，产生误差信号。
误差信号被放大后，用于控制开关元件的导通时间。
3.开关元件控制：放大后的误差信号用于控制开关元件（如晶体管或可控硅）的导通与截止。
当输出电压高于参考电压时，误差信号会使开关元件的导通时间缩短，降低输出电压；反之，当输出电压低于参考电压时，开关元件的导通时间会延长，提高输出电压。
4.正反馈环路：由于输出电压被反馈到输入端，并与参考电压进行比较，这种反馈机制形成了一个正反馈环路。
正反馈环路使输出电压迅速稳定在设定值，提高了电源的稳定性和动态响应速度。
三、开关电源自激正反馈电路的优缺点1.优点：(1) 结构简单：自激正反馈电路结构相对简单，没有外部控制器，降低了系统成本。
(2) 快速响应：由于采用了正反馈机制，输出电压调整速度快，动态响应性能好。
(3) 效率高：自激正反馈电路减少了外部元件数量，降低了损耗，提高了电源效率。
2.缺点：(1) 稳定性差：由于正反馈环路的特性，电路容易受到外部干扰和参数变化的影响，导致输出电压不稳定。
(2) 控制精度低：由于误差信号的放大和开关元件的非线性特性，自激正反馈电路的控制精度相对较低。
(3) 调节范围有限：自激正反馈电路的调节范围通常较小，难以适应不同负载条件下的电压调整需求。
四、开关电源自激正反馈电路的应用场景尽管存在一些缺点，但由于其结构简单、成本低廉等优势，开关电源自激正反馈电路在某些应用场景中仍具有实际价值。
开关电源光耦反馈原理
开关电源光耦反馈原理
开关电源光耦反馈原理是通过光耦结构实现电源开关控制回路的反馈控制。
在开关电源中，开关管负责实现输入电源的开关控制，通过对开关管的驱动控制，可以实现电源输出的稳定性和保护功能。
光耦是一种将输入和输出电路隔离的器件，它由发光二极管和光敏三极管组成。
在光采集端，发光二极管根据控制信号的输入情况，发出特定的光强度。
而在光发射端，则有光敏三极管检测和接收到的光信号，进而转化为电信号，用于反馈回路的控制。
在开关电源中，光耦通常被用于反馈控制回路的隔离和保护功能，其工作原理可以简单描述如下：
1. 控制信号输入：控制信号传递给发光二极管，通过改变二极管的电流或电压，从而实现光强度的调节。
2. 光信号传输：发光二极管发射的光束经过隔离介质（如空气或透明塑料）传输到光敏三极管的接收端。
3. 光-电转换：光敏三极管接收到光信号后，会产生相应的电流或电压，将光信号转化为电信号。
4. 反馈控制：光敏三极管输出的电信号用于反馈回路的控制，通过与输入信号进行比较、调整，从而实现对开关管的驱动控制。
通过光耦反馈控制，开关电源可以实现对输出电压、电流、功率等参数的精确控制和保护，提高了电源的稳定性和可靠性。
此外，光耦的隔离功能还可以减少输入和输出电路之间的相互影响和干扰，提高系统的抗干扰能力和安全性。
开关电源反馈电路原理
开关电源反馈电路原理一、电压反馈原理电压反馈是开关电源反馈电路中最常用的一种控制方法，通过测量输出电压与参考电压之间的差值，得到一个误差信号，并将其经过放大、滤波等处理，反馈给控制器进行调整，使输出电压稳定在设定值。
电压反馈的核心部分是误差放大器，它的作用是将输入信号进行放大，并将放大后的信号与参考电压进行比较，得到误差信号。
同时，误差放大器还具有较低的输出阻抗，以便能够快速响应输出电压的波动。
误差放大器的输出信号经过滤波器进行低通滤波，以去除高频噪声，并且具有较高的稳定性和快速响应的特点。
得到的误差信号会经过控制器的处理，输出一个控制信号给开关管，控制开关管的导通和截止，从而调整输出电压。
二、电流反馈原理电流反馈是对开关电源输出电流进行控制的一种方法，其原理与电压反馈类似，通过测量输出电流与参考电流之间的差值，得到一个误差信号，并将其经过放大、滤波等处理，反馈给控制器进行调整，使输出电流稳定在设定值。
电流反馈的核心部分也是误差放大器和滤波器，其功能和电压反馈的类似，不同的是测量的是输出电流而不是输出电压。
通过电流反馈，可以实现对输出电流的精确控制，防止电流过大或过小而导致的电源故障。
三、双回路反馈原理在一些高要求的开关电源中，需要同时对输出电压和输出电流进行控制，提高整个系统的稳定性和可靠性。
这时，可以采用双回路反馈原理。
双回路反馈原理就是在电压反馈和电流反馈的基础上，同时测量输出电压和输出电流，得到误差信号，并分别对其进行放大、滤波等处理，然后反馈给控制器进行调整。
通过双回路反馈，可以实时监测和控制输出电压和电流，有效保护负载设备，并提高整个系统的稳定性和可靠性。
总之，开关电源反馈电路是一种常用的控制方法，通过测量输出电压、电流与参考值之间的差值，得到误差信号，并通过控制器进行处理，从而控制开关管的导通和截止，保持输出电压、电流稳定在设定值。
通过采用电压反馈、电流反馈或双回路反馈等原理，可以实现对开关电源输出电压、电流和功率的精确控制，提高系统的稳定性和可靠性。
原边反馈开关电源原理
原边反馈开关电源原理1.输入电压稳定器：输入电压经过整流和滤波后形成一个稳定的直流电压。
该电压经过一个输入电压稳定器，用于保持输入电压的稳定性，以应对输入电压波动的情况。
2.开关电源控制芯片：原边反馈开关电源通过控制芯片进行开关过程的调控，实现输出电压的稳定控制。
控制芯片通过监测反馈信号和输出电压，控制开关电源的开关周期和占空比，以保持输出电压稳定。
3.开关管：开关管是原边反馈开关电源的关键组件，它根据控制芯片的指令，周期性地切换工作状态，在导通和截断状态之间进行快速切换。
开关管的导通和截断状态决定了电源输出电压的大小。
4.变压器：原边反馈开关电源的变压器是通过配置不同的绕组比来实现输入电压和输出电压之间的转换。
输入电压经过变压器的一端，经过变压器绕组后，形成输出电压。
5.输出滤波器：在输出电路中，通常还有一个输出滤波器，它用于滤除开关电源产生的高频噪声，使得输出电压更加平稳。
1.初始状态：当开关电源处于开启状态时，输入电压通过变压器产生输出电压。
2.反馈信号：通过电流传感器或电压传感器，监测输出电流或输出电压，得到反馈信号。
3.控制芯片工作：控制芯片根据反馈信号和参考电压进行比较，计算出误差信号。
4.开关触发：控制芯片将误差信号转化为开关管的控制信号，驱动开关管的导通和截断状态。
5.开关过程：开关管在一段时间内导通，使得输入电压经过变压器传递到输出端。
在另一段时间内截断，断开输入电压的通路。
6.输出电压调节：通过改变开关管导通和截断的时间占比，控制输出电压的高低，以使输出电压稳定在预设值。
整个循环不断重复，通过控制开关管的导通和截断，使得输入电压转换为稳定的输出电压。
总结起来，原边反馈开关电源通过控制芯片、开关管、变压器等关键组件的相互作用，将输入电压转换为稳定的输出电压。
通过不断调节开关管的工作状态，控制输出电压的稳定性，实现对电子设备的供电。
其高效、稳定的特点使得原边反馈开关电源成为各种电子设备中非常重要的电源转换解决方案。
开关电源反馈控制原理介绍
Contentsl Basic theory of feedback control反饋控制的基本理論l Closed loop gain study閉環增益計算研究l General methods for amplifier compensation放大器常用補償方法l Comparison and estimation for power supply application 開關電源供應器實際應用設計中,(各種反饋控制回路)比較與評估.l Definition of feedback control所謂反饋即將電路的輸出量(Vo或Io)引回到輸入端并與輸入量(Vi或Ii)進行比較.從而隨時對輸出量進行調整.(狹義)反饋是指將控制系統的輸出量通過特定的途徑返回到系統輸入端與原始輸入量疊加,對系統的淨輸入量產生影響的過程.(廣義)l Types of feedback control正反饋: 鼓勵或加強一個行為.負反饋: 校正或抑制一個行為.l Function of negative feedback提高增益的恒定性減少非線性失真抑制反饋環內噪聲擴展頻帶備註:以犧牲放大電路的增益為代價Block Diagramll反馈的形式与判断方法若放大电路中存在将输入回路与输出回路相连接的通路,即为反馈通路,并由此影响了放大电路的净输入,则表明电路有引入反馈,否则电路便没有引入反馈。
l問題1:請判斷下列電路中是否引入反饋控制?+-Au Iu O+-A u Iu OR没有引入反馈引入反馈的放大电路没有引入反馈l正反馈與負反饋判断方法---瞬时极性法净输入量u D= u N－u P,反馈信号使净输入量增大,引入的是正反馈净输入量i N= i I－i F,反馈信号使净输入量减小,引入的是负反馈l四種類型的反饋組態一電壓串聯負反饋電路電流串聯負反饋電路l四種類型的反饋組態二電壓并聯負反饋電路電流并聯負反饋電路l負反饋對放大電路性能的影響Closed loop gain studyBlock Diagraml閉環增益一般表達式的推導Xo=A*XidXf=F*XoXid=Xi-XfXi =K*XsAf=Xo/Xi=A/(1+AF) 負反饋放大電路基本方程式Afs=Xo/Xs=KAf以源信號Xs為基礎的增益式l衡量負反饋程度的重要指標反饋深度|1+AF|環路增益-AFl|1+AF|>1,增益減小,則稱為負反饋l|1+AF|<1,增益提高,則稱為正反饋l|1+AF|=0,則Af趨向為無窮大,即放大電路在沒有輸入信號時,也有輸出信號,自激.l Example1輸出被送入了正輸入端,結果輸出朝同一個方向走得更遠.l EquationCondition (1) Vin=0VIf Vref=2.5v, Vo=0V, Rref=10K, Rh=100KFor Vo=Vsum*A=4VCondition(2) Vin=0V and Vo=4V 運用疊加原理與分壓原理得出V+=2.64l Function of Feedback ControlIf we increase the Vi voltage slowly, please think about what happen atthe next .l Hysteresis “遲滯”效應由於正反饋加強輸出的變化,使得我們必須讓輸入沿著相反的方向走得更遠,才能在輸出上產生又一次的變化.lApplication Field.l Example 2分壓器電路F=1/10.Vi的放大倍數取決于F的值,假定備註1:整個電路的增益實際由兩個簡單的電阻控制備註2:運放的高開環增益特點使得負反饋這種情況的輸出增益近似等於1/FlSchematic(1)lSchematic(2)閉環回路頻率響應(穩定度分析)l工具一: 拉普拉斯變換(the laplace transform)系統的特性常由輸入與輸出之間的關係來描述,而且是以數學模式所建立的微分或積分的方程式來表示,對某些輸入激發信號能夠表示出系統響應的概念.而這些方程式大都是以時域(time domain)來表示,因此處理上有些困難.但是將這些方程式經由拉普拉斯轉換到頻域(frequency domain)中.變成為代數(algebraic),則處理上會容易些,經由頻域分析所得之結果.可再有拉普拉斯逆轉換到時域中.l工具二: 轉移函數(Transfer functions)推導出系統的輸入驅動信號與輸出響應之間的關係G(S)=N(S)/D(S)其中,N(S)=0的根稱之為系統的零值(zeros)D(S)=0的根稱之為系統的極值(poles)l工具三: 波德圖(bode plots)為表述轉移函數的增益和相位特性,以分貝(decibel)為基準,所畫出來的函數曲綫就稱之為波德圖.實際應用之---RC 積分器電路Vin=iR+1/C*∫idtVo =1/C* ∫idtq= ∫idt 取代上式Vin=R(dq/dt)+q/cVout=q/cVin(s)=(sR+1/C)*q(s)Vout(s)=q(s)/CVout(s)/Vin(s)=1/(sRC+1)取極值sRC= -1則S= -1/(RC)f = -1/(2ΠRC)實際應用之---RC積分器電路1.在轉折頻率極值將使得增益圖形的轉移由0至1,漸進線會在fc點產生轉折.2.漸進線的變化率用每十進有-20dB的斜率來表示.3.相移變化為在fc/10與10fc兩點間產生90degree的相位落後.l頻率補償技術(Frequency Compensation Technology)通常在基本放大電路和反饋網絡中,增加一些元件(R,C)以改變反饋放大電路的開環頻率響應,使得在保證在一定的增益欲度或者相位欲度的前提下獲得較大的環路增益,這種作用稱為頻率補償.為此而構成的電路稱為補償網絡.l補償的指導思想(Guide Ideology of Compensation)人為地將電路的各個極點的間距拉開,特別是主極點和其相近的間距拉大,從而可以按預定的目標改變相頻響應并有效地增加環路增益(保證反饋放大電路溫度工作的條件并增加低頻環路增益).l誤差放大器的補償(Error Amplifier Compensation)大多數PWM控制的IC,其誤差放大器為高增益的運算放大器.能產生誤差信號至調變器的控制輸入端.而誤差放大器的主要任務就是將PWM轉換式電源供應器的環路閉合起來.並且其目的為在放大器周圍設計回授網絡.l應用範圍較為廣泛的誤差放大器補償網絡(Examples)放大器l單極值回授l 具有一對零值---極值的運算放大器SchematicGain waveforml 具有兩對零值---極值的運算放大器SchematicGain waveforml 具有回授阻抗的運算放大器SchematicGain waveforml 實際應用之---誤差放大器的設計介紹1ST-TVS991,TVS992,TVS994,TVS991A,TVS992A,TVS994ARail-to-rail input/output 20MHz GBP operational amplifiers.l 實際應用之---誤差放大器的設計介紹2ST-TS507 high precision rail-to-rail operational amplifierST-TS321 low power single operational amplifierl實際應用之---環路穩定度的測量最簡單有效的方法測量電源供應器的暫態響應,即可得到閉環穩定度有關情況.+/-25% load變化下,開關電源供應器以不同的回授放大器補償值所產生的典型的暫態響應軌跡电源设计中反馈所带来的不良影响l實際應用中,反馈设计不良影响:l1. 振荡(造成输出端一些不必要的ripple &noisel2. 相互干饶(同一电路中相同或是一不的工作频率影响电路的正常工作)电源设计中反馈所带来的不良影响------解决方案电源设计中反馈所带来的不良影响------杂讯(ripple&nosie)电源设计中反馈所带来的不良影响------解决方案电源设计中反馈所带来的不良影响------杂讯(ripple&nosie)电源设计中反馈所带来的不良影响------解决方案Q&A。
tl494型开关电源,3脚反馈4脚死区控制功能和原理
tl494型开关电源,3脚反馈4脚死区控制功能和原理TL494是一种固定频率的脉冲宽度调制（PWM）电路，广泛应用于开关电源设计中。
其3脚反馈和4脚死区控制功能及原理如下：
1. 3脚反馈：TL494的3脚是一个相位校正和增益控制端。
通过连接外部元件，可以对电路的增益和相位进行校正，实现更好的性能。
在反馈控制环路中，如果检测到的输出电压高于期望值，3脚会接收到这个信息，并相应地调整脉宽调制器的输出，从而降低输出电压。
反之，如果检测到的输出电压低于期望值，3脚会发送一个信号，使脉宽调制器的输出增加，从而提高输出电压。
2. 4脚死区控制：死区控制是一种用于防止开关电源中开关管频繁切换的方法。
它通过在开关管的开启和关闭之间设置一个短暂的延迟，防止开关管在输入电压或输出电压的小幅波动下频繁开启和关闭。
在TL494中，4脚是间歇期调理端，可以接受0～
3.3V的电压。
当4脚上加的电压越高，截止时间从2%线怀变化到100%的时间就越长。
通过调整4脚上的电压，可以设置死区时间。
总之，TL494的3脚反馈和4脚死区控制功能及原理是开关电源设计中非常重要的部分。
通过合理地调整这些参数，可以优化电源的性能，提高其稳定性和可靠性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Contents
l Basic theory of feedback control
反饋控制的基本理論
l Closed loop gain study
閉環增益計算研究
l General methods for amplifier compensation
放大器常用補償方法
l Comparison and estimation for power supply application 開關電源供應器實際應用設計中,(各種反饋控制回路)比較與評估.
l Definition of feedback control
所謂反饋即將電路的輸出量(Vo或Io)引回到輸入端并與輸入量(Vi或Ii)進行比較.從而隨時對輸出量進行調整.(狹義)
反饋是指將控制系統的輸出量通過特定的途徑返回到系統輸入端與原始輸入量疊加,對系統的淨輸入量產生影響的過程.(廣義)
l Types of feedback control
正反饋: 鼓勵或加強一個行為.
負反饋: 校正或抑制一個行為.
l Function of negative feedback
提高增益的恒定性
減少非線性失真
抑制反饋環內噪聲
擴展頻帶
備註:以犧牲放大電路的增益為代價
Block Diagram
l
l
反馈的形式与判断方法
若放大电路中存在将输入回路与输出回路相连接的通路,即为反馈通路,并由此影响了放大电路的净输入,则表明电路有引入反馈,否则电路便没有引入反馈。
l
問題1:請判斷下列電路中是否引入反饋控制?
+-A
u I
u O
+
-A u I
u O
R
没有引入反馈引入反馈的放大电路没有引入反馈
l正反馈與負反饋判断方法---瞬时极性法
净输入量u D= u N－u P,反馈信号使净输入量增大,
引入的是正反馈净输入量i N= i I－i F,反馈信号使净输入量减小,引入的是负反馈
l四種類型的反饋組態
一電壓串聯負
反饋電路電流串聯負反饋電路
l
四種類型的反饋組態二
電壓并聯負反饋電路電流并聯負
反饋電路
l
負反饋對放大電路性能
的影響
Closed loop gain study
Block Diagram
l
閉環增益一般表達式的推導
Xo=A*Xid
Xf=F*Xo
Xid=Xi-Xf
Xi =K*Xs
Af=Xo/Xi=A/(1+AF) 負反饋放大電路基本方程式Afs=Xo/Xs=KAf以源信號Xs為基礎的增益式
l衡量負反饋程度的重要指標
反饋深度|1+AF|
環路增益-AF
l|1+AF|>1,增益減小,則稱為負反饋
l|1+AF|<1,增益提高,則稱為正反饋
l|1+AF|=0,則Af趨向為無窮大,即放大電路在沒有輸入信號時,也有輸出信號,自激.
l Example1
輸出被送入了正輸入端,結果輸出朝同一個方向走得更遠.
l Equation
Condition (1) Vin=0V
If Vref=2.5v, Vo=0V, Rref=10K, Rh=100K
For Vo=Vsum*A=4V
Condition(2) Vin=0V and Vo=4V 運用疊加原理與分壓原理得出
V+=2.64
l Function of Feedback Control
If we increase the Vi voltage slowly, please think about what happen at
the next .
l Hysteresis “遲滯”效應
由於正反饋加強輸出的變化,使得我們必須讓輸入沿著相反的方向走得更
遠,才能在輸出上產生又一次的變化.
l
Application Field
.
l Example 2分壓器電路
F=1/10.
Vi的放大倍數取決于F的值,假定
備註1:整個電路的增益實際由兩個簡單的電阻控制
備註2:運放的高開環增益特點使得負反饋這種情況的輸出增益近似等於1/F
l
Schematic(1)
l
Schematic(2)
閉環回路頻率響應(穩定度分析)
l工具一: 拉普拉斯變換(the laplace transform)
系統的特性常由輸入與輸出之間的關係來描述,而且是以數學模式所建立的微分或積分的方程式來表示,對某些輸入激發信號能夠表示出系統響應的概念.而這些方程式大都是以時域(time domain)來表示,因此處理上有些困難.但是將這些方程式經由拉普拉斯轉換到頻域(frequency domain)中.變成為代數(algebraic),則處理上會容易些,經由頻域分析所得之結果.可再有拉普拉斯逆轉換到時域中.
l工具二: 轉移函數(Transfer functions)
推導出系統的輸入驅動信號與輸出響應之間的關係G(S)=N(S)/D(S)
其中,N(S)=0的根稱之為系統的零值(zeros)
D(S)=0的根稱之為系統的極值(poles)
l工具三: 波德圖(bode plots)
為表述轉移函數的增益和相位特性,以分貝(decibel)為基準,所畫出來的函數曲綫就稱之為波德圖.
實際應用之---RC 積分
器電路
Vin=iR+1/C*∫idt
Vo =1/C* ∫idt
q= ∫idt 取代上式
Vin=R(dq/dt)+q/c
Vout=q/c
Vin(s)=(sR+1/C)*q(s)
Vout(s)=q(s)/C
Vout(s)/Vin(s)=1/(sRC+1)
取極值sRC= -1
則S= -1/(RC)
f = -1/(2ΠRC)
實際應用之---RC積分
器電路
1.在轉折頻率極值將使得增益圖形的轉移由0至1,漸進線會在fc點產生轉折.
2.漸進線的變化率用每十進有-20dB的斜率來表示.
3.相移變化為在fc/10與10fc兩點間產生90degree的相位落後.
l頻率補償技術(Frequency Compensation Technology)
通常在基本放大電路和反饋網絡中,增加一些元件(R,C)以改變反饋放大電路的開環頻率響應,使得在保證在一定的增益欲度或者相位欲度的前提下獲得較大的環路增益,這種作用稱為頻率補償.為此而構成的電路稱為補償網絡.
l補償的指導思想(Guide Ideology of Compensation)
人為地將電路的各個極點的間距拉開,特別是主極點和其相近的間距拉大,從而可以按預定的目標改變相頻響應并有效地增加環路增益(保證反饋放大電路溫度工作的條件并增加低頻環路增益).
l誤差放大器的補償(Error Amplifier Compensation)
大多數PWM控制的IC,其誤差放大器為高增益的運算放大器.能產生誤差信號至調變器的控制輸入端.而誤差放大器的主要任務就是將PWM轉換式電源供應器的環路閉合起來.並且其目的為在放大器周圍設計回授網絡.
l應用範圍較為廣泛的誤差放大器補償網絡(Examples)
放大器
l單極值回授
l 具有一對零值---極值的運算放大器
Schematic
Gain waveform
l 具有兩對零值---極值的運算放大器
Schematic
Gain waveform
l 具有回授阻抗的運算放大器
Schematic
Gain waveform
l 實際應用之---誤差放大器的設計介紹1
ST-TVS991,TVS992,TVS994,TVS991A,TVS992A,TVS994A
Rail-to-rail input/output 20MHz GBP operational amplifiers.
l 實際應用之---誤差放大器的設計介紹2
ST-TS507 high precision rail-to-rail operational amplifier
ST-TS321 low power single operational amplifier
l實際應用之---環路穩定度的測量
最簡單有效的方法測量電源供應器的暫態響應,即可得到閉環穩定度有關情況
.
+/-25% load變化下,開關電源供應器以不同的回
授放大器補償值所產生的典型的暫態響應軌跡
电源设计中反馈所带来的不良影响
l實際應用中,反馈设计不良影响:
l1. 振荡(造成输出端一些不必要的ripple &noise
l2. 相互干饶(同一电路中相同或是一不的工作频率影响电路的正常工作)
电源设计中反馈所带来的不良影响------
解决方案
电源设计中反馈所带来的不良影响------杂讯
(ripple&nosie)
电源设计中反馈所带来的不良影响------
解决方案
电源设计中反馈所带来的不良影响------杂讯
(ripple&nosie)
电源设计中反馈所带来的不良影响------
解决方案
Q&A。