开关电源的反馈设计与传递函数推导
开关电源学习笔记(含推导公式)
《开关电源》笔记三种基础拓扑（buck boost buck-boost ）的电路基础： 1， 电感的电压公式dtdILV =＝T I L ∆∆，推出ΔI ＝V ×ΔT/L2， sw 闭合时，电感通电电压V ON ，闭合时间t ON sw 关断时，电感电压V OFF ，关断时间t OFF3， 功率变换器稳定工作的条件：ΔI ON ＝ΔI OFF 即，电感在导通和关断时，其电流变化相等。
那么由1，2的公式可知，V ON ＝L ×ΔI ON /Δt ON ，V OFF ＝L ×ΔI OFF /Δt OFF ，则稳定条件为伏秒定律：V ON ×t ON ＝V OFF ×t OFF4， 周期T ，频率f ，T ＝1/f ，占空比D ＝t ON /T ＝t ON /（t ON ＋t OFF ）→t ON ＝D/f ＝TD→t OFF ＝（1－D ）/f电流纹波率r P51 52r ＝ΔI/ I L ＝2I AC /I DC 对应最大负载电流值和最恶劣输入电压值ΔI ＝E t /L μH E t ＝V ×ΔT （时间为微秒）为伏微秒数，L μH 为微亨电感，单位便于计算 r ＝E t /（ I L ×L μH ）→I L ×L μH ＝E t /r →L μH ＝E t /（r* I L ）都是由电感的电压公式推导出来 r 选值一般0.4比较合适，具体见 P53电流纹波率r ＝ΔI/ I L ＝2I AC /I DC 在临界导通模式下，I AC ＝I DC ，此时r ＝2 见P51 r ＝ΔI/ I L ＝V ON ×D/Lf I L ＝V O ＦＦ×（1－D ）/Lf I L →L ＝V ON ×D/rf I L 电感量公式：L ＝V O ＦＦ×（1－D ）/rf I L ＝V ON ×D/rf I L 设置r 应注意几个方面：A,I PK ＝（1＋r/2）×I L ≤开关管的最小电流，此时r 的值小于0.4，造成电感体积很大。
buck传递函数推导
buck传递函数推导
Buck是一种DC-DC变换器，它可以将直流电压转换为不同电平的直流电压。
在Buck电路中，一个开关周期被分成两个时间段，一个是
开关开启的时间，一个是开关关闭的时间。
在开关开启的时间段，电
感器存储能量，而在开关关闭的时间段，电容器释放能量，从而使输
出电压稳定。
在实际应用中，我们通常需要控制Buck电路的输出电压为我们
想要的值。
这就需要一个反馈环路，将输出电压与参考电压进行比较，来控制Buck电路的开关管的导通时间，以达到所需的输出电压。
Buck传递函数是经过数学推导得到的，它描述了Buck电路输入
电源和输出电压之间的关系。
可通过对Buck电路的分析，对于其与参
考电压之间的关系可以获得其传递函数的式子。
通常，Buck传递函数
的具体形式为Vout/Vin = D（1-D）/LsC，其中Vout表示Buck电路的输出电压，Vin表示输入电源电压，D表示开关管的导通时间的占空比，Ls和C分别表示电感值和电容值。
通过Buck传递函数的分析，可以更加深入地理解Buck电路的工
作原理和特性，为实际应用中的电压控制提供指导和帮助。
因此，学
习和掌握Buck传递函数是非常重要的，对于电子工程从业人员而言，
是必不可少的技能。
开关电源的反馈设计与传递函数推导
單極點
• 從左到右依次為頻率從低到高 • 极点发生在增益以20DB／１０倍频程递减 的点
單零點
• 從左到右依次為頻率從低到高 • 零点发生在增益以20DB／１０倍频程递增 的点
雙機點
• 從左到右依次為頻率 從低到高 • 双极点发生在增益以 40DB／１０倍频程递 减的点
右半平零點(RHPZ)
• 增 益 递 增 相 位 , 從從 低左 到到 高右 依 次 為 頻 率 •
主機點補償
• 此种补偿一般对电路要求不高(动态负载性 能)适合与反激DCM拓扑方式 • 利用上分压电阻与补偿电容构成极点补偿
單機點補償
雙機點補償
• 对电路要求较高的电路，特别是动态负载 方面
实际应用图例
實例分析
• 应用电路传递函数的推倒
開關電源設計
-反饋環路分析 -傳遞函數推導言• 本文靠自学自编图例来自网上,作者水平有限文中 难免错误之处恳请指正 • 开关电源设计是一个复杂的工程计算,每一个元件 的取值全部有计算公式可推导,在借助仪器和实践 经验达到最近取值. • 大多数工程师在设计电源时对反馈环路的补偿设 计都不清楚全靠经验取值没有理论可依据,出了问 题都只有盲目的找问题,本文力求用最简单的图例 和推导公式向大家讲明白.
应用三端开关器件模型法推导开关变换器的传递函数
VI = I c × R L + Vcp + Vout VI 1 ( ) Vout = RL 1 D 1+ R(1 D) 2
Boost变换器的推导
交流小信号分析：稳态直流分量为零（输入电压为零） 原边电压环路方程： 副边电压环路方程：
∧ ∧ ∧ i c × ( Ls + R L ) + v cp v ap = 0 ∧ ∧ ∧ v cp = D v ap + d V ap V ap = Vout ∧ ∧ v = v out cp ∧ ∧ ∧ 1 (i c i a )( + Rc ) // R = v out cs
d× I c
VI
+
ia
D
1: D
ic
Buck变换器的推导
稳态直流分析：令 d (t ) = 0 ，电路中电感短路，电容开路
∧
D × VI = I c × ( R L + R )
Vout = I c × R
∧ ∧
Vout × ( R L + R ) VI = R× D
交流小信号分析：稳态直流分量为零（输入电压为零）
应用三端开关器件模型法推导开 关变换器的传递函数
Buck变换器的推导
c
Gate drive C R
ia
VI
a
L
RL
ic
RC
Vout
p
Buck变换器的推导
在一个开关周期内：
i c (t ) i a (t ) = 0
v ap (t ) v cp (t ) = 0
0 ≤ t ≤ dT dT ≤ t ≤ T
Vcp + vcp = ( D × d (t )) × (Vap + vap ) = D × Vap + D × vap + d (t )× Vap + vap × d (t ) = D × Vap + D × vap + d (t )× Vap
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是个挺有意思的话题。
听起来高深，其实很多细节值得我们好好琢磨。
今天我们就从几个方面聊聊，深入浅出，轻松搞定这些概念。
一、反馈回路的基本概念1.1 什么是反馈回路首先，反馈回路就是把输出信号的一部分送回输入。
这么做的目的是调节输出，使其稳定。
想象一下，开关电源就像一个小孩，时不时需要父母的指导。
没有这些反馈，小孩可能就会偏离轨道，输出的电压也可能出现大起大落。
1.2 反馈类型反馈可以分为两种：正反馈和负反馈。
正反馈就像是推波助澜，鼓励小孩继续做某件事情。
而负反馈则是提醒小孩停下来，纠正错误。
大部分情况下，我们更喜欢负反馈，因为它能帮助系统保持稳定。
通过负反馈，输出电压的波动会被抑制，电源的性能也会更可靠。
二、开关电源的基本结构2.1 开关管的作用开关电源的核心是开关管。
它负责控制电流的开关，调节输出电压。
可以把它想象成一个开关，时而打开，时而关闭。
这个过程中，它的工作频率决定了电源的效率。
频率高了，能量损失就小，输出稳定；频率低了，损失就增加，系统也会变得不稳定。
2.2 变压器的功能变压器在这里也占据重要位置。
它的作用是将输入的高压电压转换为适合的低压电压。
变压器就像是一个聪明的调酒师，能将各种成分混合，调配出最合适的“鸡尾酒”。
这里的鸡尾酒就是我们所需的电压。
2.3 整流与滤波整流和滤波是最后一步，确保我们得到的是平滑的直流电。
整流就像是把粗糙的石头打磨成光滑的宝石。
滤波则是去除电流中的杂音，确保输出的电流干净。
这个过程至关重要，稍有不慎，电源的稳定性就会受到影响。
三、反馈回路设计的要点3.1 控制环路设计设计反馈回路时，控制环路的选择非常关键。
控制环路决定了系统的响应速度和稳定性。
要确保环路的增益合适。
增益太高，系统可能会出现震荡；增益太低，系统反应迟缓。
这里的平衡就像走钢丝，得小心翼翼。
3.2 选择合适的传感器在设计反馈回路时，传感器的选择也不能忽视。
第六章 开关电源反馈设计
第六章 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。
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嘿，朋友们！今天咱们聊聊那个让电子世界起舞的秘密武器——开关电源。
想象一下，你正坐在电脑前，眼睛盯着屏幕，手指在键盘上飞快地跳动，而这一切的背后，是那个默默工作的开关电源在为你提供能量。
你得知道，开关电源就像是个超级英雄，它有着强大的“电”力，能够瞬间点亮你的电脑、手机甚至家里的灯泡。
但这个超级英雄可不是随随便便就能出现的哦，它需要经过精心设计和调试，才能成为你最可靠的伙伴。
接下来，咱们来聊一聊开关电源的“电”话。
你得了解它的工作原理。
简单来说，开关电源就是通过控制电流的通断来调节电压的装置。
想象一下，如果你的手机电池电量不足，你会怎么做？当然是去充电啦！开关电源也是一样，它会在你不需要高电压时，自动降低输出电压，让你的设备更省电；在你急需高电压时，又会迅速提升输出电压，让你的设备瞬间充满电。
然后，咱们再来说说开关电源的“电”话。
在这个“电”话中，最重要的一环就是反馈回路的设计。
反馈回路就像是开关电源的“耳朵”，它能够感知到电路中的电流变化，并及时调整输出电压，确保电路的稳定性和可靠性。
那么，如何设计一个既简单又有效的反馈回路呢？你得选择合适的电阻和电容。
这些元器件就像电路中的“音符”，它们能够和谐地演奏出美妙的音乐。
例如，你可以使用一个小电阻作为分压器，将输入电压分成两部分，一部分用于驱动负载，另一部分则用于反馈。
这样，你就可以通过调整反馈电阻的大小来调节输出电压了。
接下来，你得学会读懂电路图。
电路图就像是一张张详细的地图，它能够帮助你快速定位到各个元件的位置和连接方式。
当你遇到问题时，只需仔细阅读电路图，就能找到解决问题的关键所在。
别忘了实践出真知。
理论虽然重要，但实际操作才能真正检验你的设计是否成功。
你可以试着搭建一个简单的开关电源实验台，亲自动手进行调试和优化。
在这个过程中，你可能会遇到各种问题，但只要你保持耐心和信心，就一定能够找到解决问题的方法。
开关电源的“电”话是一门深奥而又有趣的学问。
开关电源反馈
4
L 1 10
90 75 60 45 30 15 0 15 Gain( f ) 30 45 P hase( f ) 60 75 90 105 120 135 150 165 180 3 1 10
R 0 .02
二階極點
n
1 LC
1 10
4
1 10 f
5
1 10
1 10
3
1 10 f
4
1 10
5
开环传递函数稳定性判据：
1.
2. 3.
相位在低频段趋向于180度（即保证系统是负反馈系统）。
Open Loop Gain Phase Curve:
G ain f ) 2 0 l og G 2 i f (
在增益大于0的区间，相位必须大于0度。 在相位等于或接近0度时, 增益必须小于0。
P h ase f ) arg G 2 i f ( 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
相角裕量(degree) 40o 增益裕度(db) 10db 反馈带宽(kHz) 9kHz
3
C1 1 1 0
8
C2 1 1 0
9
R2
+
C2
Vref
R3
Uo
G( s) Uo / Ui
R1C1s 1 R2C1s( R1C2 s 1)
100 f
1 10
3
1 10
4
1 10
5
1. 2.
《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。
开关电源参数计算详细推导过程
(V =
IN
* D *T
) *F
2
SW
*η
2 * POUT
有： T =
LP
(V =
IN
IN
* D *T
) *F
2
SW
*η
2 *VOUT * I OUT
=
(V
2
IN
* D *T
) *η
2
2 *VOUT * I OUT *
IN
(V =
* D *T
2 *VOUT * I OUT * T
) *η = (V
TSW * I P − P =
1 2 POUT 2 POUT 2 POUT * C * I P− P = + +π * N FSW FSW *η *VIN F *η * (V + V ) * P FSW *η SW OUT F NS FSW * 1 2 POUT * I P − P = FSW * + FSW * FSW FSW *η *VIN F 2 POUT
di VIN V *T ，在关闭之前其值到达最大： I P − P = IN ON = dt LP LP
一个开关周期内传输的能量即输入功率： PIN = 等同： PIN =
1 * LP * I 2 P − P * FSW 2
1 1 * LP * I 2 P − P * 2 T P V *I POUT *100% 推导出 PIN = OUT = OUT OUT η η P IN 1 V *I * LP * I 2 P − P * FSW = OUT OUT 2 η
2
* D ) * T (VIN * D ) * T (V * D ) = = IN V *I 2 * PIN 2 * PIN * FSW 2 * OUT OUT η
开关电源反馈设计
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
其中,
ωp
=
C
1 ⋅(R +
a
L c
RL
D Vg
p
图 1.
a d*Vap/D
RC
R
C
c
1D Ic*d
p
图 2.
d*Vap/D
L
RL
Vg
1D
RC
Ic*d
C
图 3.
开环控制到输出传递函数 Gvd:
Gvd
= Vg
⋅R R + RL
⋅ 1+ s
1+ s ωz ω0Q + s2
ω02
,
电源反馈设计速成篇之二: 仿真篇 (Voltage mode, CCM) 图 1 为 Pspice 电路, 开关平均模型是关键. 画好后先仿真直流工作点, 因为二极 管压降, 输出电压低于 15V. 但交流仿真不变 如图 2 所示. 为了和表达式结果对比, 将仿真结果读入 Mathcad, 比较结果如图 3 所示. 红色为表达式计算结果, 蓝色为 Pspice 仿真结果, 一致性很好.
L
RL
Vg
1D
RC
Ic*d
C
R
图 7. Voltage Mode CCM Buck 小信号模型
60
40
gain(Gvd(2i⋅π⋅f n)) 20
0
mag〈1〉
电器开关原理推导：如何实现开关的信号传输与处理
电器开关原理推导：如何实现开关的信号传输与处理电器开关是现代电气设备中最基础的组成部分之一，其原理基于电信号的传输和处理。
本文将详细推导电器开关的信号传输与处理原理。
一、信号传输的基本原理信号传输是电器开关的功能之一，其目的是将开关的操作传递给被控制的电器设备。
信号传输的基本原理是通过导线将电流或电压信号从开关端传输到电器设备端。
在传输过程中，信号可以是电流信号或电压信号。
电流信号是通过导线传输的电子流的大小，其单位为安培（A）；电压信号是通过导线产生的电势差，其单位为伏特（V）。
一般情况下，电流信号用于传输大功率信号，如电机的启停信号；而电压信号用于传输小功率信号，如开关的触发信号。
二、电器开关的工作原理电器开关的基本工作原理是通过开闭电路来控制电器设备的工作状态。
当开关处于闭合状态时，电路通电，电器设备工作；当开关处于断开状态时，电路断电，电器设备停止工作。
以常见的单极双throw（SPDT）开关为例，其内部结构包括三个端口：一个公共端口（COM）和两个选择端口（NO和NC）。
当开关处于打开状态时，COM端口与NO端口相连；当开关处于关闭状态时，COM端口与NC端口相连，如图1所示。
图1 单极双throw（SPDT）开关的内部结构示意图在开关打开和关闭过程中，信号需要经过多个内部开关触点的接触和分离，这涉及到信号的传输和处理。
三、信号传输与处理的基本原理在进行信号传输与处理之前，需要了解电器开关内部的触点结构。
开关的触点通常采用金属材料，如银、铜、钢等，具有良好的导电性和耐磨性。
触点的接触和分离是实现信号传输与处理的关键步骤。
当开关处于打开状态时，触点分离，信号被断开，电器设备停止工作；当开关处于关闭状态时，触点接触，信号被传输，电器设备开始工作。
触点的接触和分离是通过杠杆或按键等机械结构实现的。
当机械结构受到外部力的作用时，触点产生接触或分离。
机械结构的施加力量可以是人力、弹簧力或电磁力等，具体取决于开关的设计和应用场景。
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。
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。
开关电源环路控制之传递函数（ＰＤＦ）
开关电源闭环系统的稳定性反馈可以说是开关电源的难点，相信很多电源工程师对开关电源的反馈懵懵懂懂，不是很了解，但也知道一些，敝人也是水平有限，借此机会将我知道的告诉大家，有许多不知道的还有请大家告诉我呢………….大家一起交流交流………..本文分为两部分：1控制到输出的传递函数2输出到控制的传递函数1 控制到输出的传递函数闭环控制系统的分析往往离不开传递函数，开关电源也不例外，要知道传递函数又要通过小信号建模，这需要《控制理论》和《信号与系统》的知识，还要很强的数学功底，我也查阅过一些电源书籍关于开关电源的建模，比较复杂，在此就给出结论就好了。
1.1电压型CCM模式三种基本拓扑的控制到输出传递函数Buck变换器211,21()O IN ESRP ESREA P O P PPsVVV ESR fs sV V ESR C QLC f Q Rωπωω+==⋅⋅++==为锯齿波峰值，零点输出双重极点品质因素Boost变换器222(1)(1)1,(1)21()(1)(1)2O IN ESR RHZP ESR EA P OP PLRHZ Ps sV VV ESR fs sV V DESR CQD Rf LC f Q D RLωωπωωπ+⋅-==⋅-⋅⋅++-⋅===-为锯齿波峰值，零点右半平面零点输出双重极点品质因素Buck-Boost变换器222(1)(1)1,(1)21()(1)(1)2OIN ESR RHZP ESREA P OP PLRHZ Ps sV VV ESR fs sV V D ESR CQD Rf LC f Q D RD Lωωπωωπ+⋅-==⋅-⋅⋅++-⋅===-⋅为锯齿波峰值，零点右半平面零点输出双重极点品质因素CCM模式中，从Boost变换器和Buck-Boost变换器的传递函数可以看到，这两种变换器都有右半平面零点，这是个“不好的零点”，随着频率的增加，这个“不好的零点”将会导致相位滞后，使系统趋向不稳定。
buck电路 小信号模型传递函数
buck电路小信号模型传递函数Buck电路是一种常用的DC-DC转换电路，其特点在于输入电压高于输出电压，并且可以通过调节占空比来控制输出电压。
在设计和分析Buck电路时，需要推导出其小信号模型和传递函数。
下面将分步骤阐述如何进行这些推导。
1. Buck电路的基本原理Buck电路由开关管、输出电容和负载组成。
当开关管导通时，电感存储了电流，然后当开关管关断时，电感的电流通过输出电容和负载产生输出电压。
通过调节开关管的导通时间占空比，可以控制输出电压的大小。
2. 推导Buck电路的小信号模型为了推导Buck电路的小信号模型，需要采用线性化的方法，将非线性元件进行虚拟短路或虚拟开路。
以Buck电路为例，假设开关管T的导通时间为DT，开关管关断时间为（1-D）T。
因此，开关管T的小信号模型可以表示为：I = gm(Vgs-Vth)Vds = VdVgs = Vin – Vout其中，I为T管的源电流，gm为T管的跨导，Vgs为T管的栅极-源极电压，Vth为T管的阈值电压，Vds为T管的漏极-源极电压，Vin 为输入电压，Vout为输出电压。
3. 推导Buck电路的传递函数Buck电路的传递函数为输出电压与输入电压之比。
在推导传递函数时，可以采用控制电压法或控制电流法。
以控制电压法为例，假设输入电压为Vin，输出电压为Vout，输出电容为C，开关管导通时间为DT，电感为L，电阻为R。
则可以得到以下方程：Vin = Vout + L(di/dt) + Vrdi/dt = (Vout – Vc)/L其中，Vr为开关管的二极管反向电压，di/dt为电感电流的变化速率，Vc为电容器的电压。
带入传递函数公式：Vout/Vin = 1/（1-D）可以得到Buck电路的传递函数为1/（1-D），这意味着通过调节开关管的占空比，可以控制输出电压的大小。
总结：Buck电路的小信号模型和传递函数的推导可以帮助我们更好地理解Buck电路的工作原理，并在电路设计和分析中应用。
开关电源反馈设计2
开关电源反馈设计26.2 反馈控制基础在电路中一般有一个输入量和输出量。
输出或输入可以是电压或电流。
输出与输入之比称为电路的增益。
控制系统中，被控制量（输出）与控制量（输入）之比通常称为传递函数。
一个控制系统通常有许多中间级，前级的输出往往是后级的输入，而后级的输入作为前级的负载。
因此，系统总的传递函数是各级传递函数的乘积。
如果将系统输出量的部分或全部回输到输入端，对输入信号起作用，这就是反馈控制。
如果反馈信号消弱输入信号，就称为负反馈；如果反馈信号加强输入信号，就称为正反馈。
正反馈会引起电路的不稳定，通常采用负反馈，避免正反馈。
6.2.1 反馈方框图和一般表达式为讨论方便，我们以反馈放大器为例，讨论反馈的一些性质。
为了改善放大器的特性：稳定增益，改变输入输出阻抗，提高抗干扰能力，或稳定输出量，常给放大器引入负反馈。
反馈放大器方框图如图6.12所示。
图6.12中参数定义如下：开环增益G ，或基本放大器增益为do XX G (6-20)反馈系数H 定义为 ofXX H(6-21) 而闭环增益fG 定义为 io f X X G (6-22) 因为dfiX X X，考虑到式(6-1)，(6-2),式(6-3)可以写成 HG G X H G X X G X H X X G X X X G X X G d d d o d d f d d i f10 (6-23) 由式(6-23)可见，闭环增益fG与（1+H G ）有关：（1）若H G 1>1,则fG <="" g="" p="" （2）若h="" ，即引入反馈后，增益减少了，这种反馈称为负反馈。
="">G >G ，引入反馈以后。
增益增加了，这种反馈称为正反馈。
正反馈虽然使得增益增加，但使放大器工作不稳定，很少应用。
（3）若H G 1＝0,则fG →∞，这就是说，没有输入信号，放大器仍然有输出，这时放大器成了一个振荡器。
[电子工程] 干货：开关电源TL431环路传递函数推导
![[电子工程] 干货：开关电源TL431环路传递函数推导](https://img.taocdn.com/s3/m/03129087336c1eb91b375d23.png)
图2 2型TL431环路接法二1. 静态工作点设置根据TL431的规格书，其内部等效电路如图3所示，由内部集成的2.5V基准电压Vref，运放和三极管组成。
根据开环运放特性可知，当REF引脚上的电压小于Vref(2.5V)时，运放输出低电平，三极管截止关断，TL431阴极没有电流;当REF引脚上的电压大于Vref时，运放输出高电平，三极管饱和导通;只有当REF引脚电压与Vref相差不大时，三极管才工作于线性放大区，与负反馈的闭环运放工作情况类似，此时有接近恒定的阴极电流通过TL431。
由此可知，要想TL431工作在放大状态，其阴极电流有最小值要求，根据规格书如图4所示可知，阴极电流最小为1mA。
图3 TL431内部等效电路图4 TL431规格书首先简单分析下反馈调节过程，假设当负载加重而导致输出电流增大，而输出电压Vout减小，由电阻R1和电阻R2分压而得到的反馈电压也减小，其连接在TL431的REF端，从而使得TL431的净输入(VREF-Vref)随之减小，导致TL431从Vout得到的灌电流(sink current)也减小，通过光耦传递的电流也减小，使R6形成的压降减小，最终进入控制芯片的Vfb增大，占空比增大，输出Vout增大。
因此可知，当光耦电流为0最小时，占空比最大，光耦电流最大时，占空比最小。
当光耦电流为0时，由于需要满足TL431阴极电流最小1mA的要求，需要在光耦的发光二极管并联一个偏置电阻R5，以提供TL431所需要的阴极电流，其中，Vf为光耦发光二极管压降。
另外电阻R4有个最大值限制，当光耦电流最大时，CTR最小时，TL431阴极电压最小时，得到R4最大值，，其中，为光耦三极管饱和导通压降，根据图4所示的规格书可知为2.5V。
2. 传递函数推导针对图1电路，当开关电源工作于稳态时，即可使用小信号交流分析法进行环路传递函数的推导。
将TL431等效成运放，然后进行小信号交流通路分析，由于TL431的偏置电流并联电阻R5压降近似不变(发光二极管的正向导通压降，PC817B为1.4V左右)，可以假设为直流电源，对交流来说可以认为是短路，最终副边侧的交流小信号等效电路如图4所示，然后使用阻抗进行小信号分析。
开关电源功率级传递函数 -回复
开关电源功率级传递函数-回复开关电源功率级传递函数是描述开关电源的便捷工具，它能够帮助我们理解和分析开关电源的性能和特性。
在本文中，我们将深入探讨开关电源功率级传递函数的概念、推导方法、应用和实用性。
一、什么是开关电源功率级传递函数？首先，让我们从答案中找到关键词"开关电源功率级传递函数"。
开关电源是一种将输入电压转换为所需输出电压的电力转换装置。
功率级传递函数是描述开关电源输出电压与输入电压间关系的函数。
开关电源功率级传递函数通常用符号"G(s)"来表示。
其中，"s"是复频域中的变量，代表复数"jω"。
传递函数是通过将系统的输入变量（输入电压）和输出变量（输出电压）进行转换，得到它们之间的关系。
使用传递函数可以简化系统的分析和控制。
二、怎样推导开关电源功率级传递函数？为了推导开关电源功率级传递函数，我们需要了解开关电源的基本电路结构。
一个典型的开关电源由开关管、电感、电容和负载组成。
首先，假设输入电压为Vin，输出电压为Vout。
我们可以通过研究开关管的导通和截止过程来获得开关电源的工作原理。
在导通过程中，开关管处于导通状态，电感上的电流增加，从而蓄积能量。
在截止过程中，开关管处于截止状态，电感上的电流减少，能量被释放到负载上。
使用电路分析方法，我们可以得到开关电源的输出电压与输入电压之间的关系。
根据不同电路拓扑结构和控制方式，推导过程可能有所不同。
以开关电源的反激式拓扑为例，我们可以均衡导通和截止过程中的电流和电压。
通过分析开关管和电感的工作原理，应用基本的电路分析和电压、电流方程，我们可以推导出开关电源的功率级传递函数。
三、开关电源功率级传递函数的应用和实用性开关电源功率级传递函数具有很多应用和实用性。
首先，功率级传递函数可以帮助我们设计和优化开关电源的性能。
通过分析传递函数，我们可以预测开关电源的频率响应、稳定性和动态特性。
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-反饋環路分析 -傳遞函數推導
前言
• 本文靠自学自编图例来自网上,作者水平有限文中 难免错误之处恳请指正 • 开关电源设计是一个复杂的工程计算,每一个元件 的取值全部有计算公式可推导,在借助仪器和实践 经验达到最近取值. • 大多数工程师在设计电源时对反馈环路的补偿设 计都不清楚全靠经验取值没有理论可依据,出了问 题都只有盲目的找问题,本文力求用最简单的图例 和推导公式向大家讲明白.
單極點
• 從左到右依次為頻率從低到高 • 极点发生在增益以20DB／１０倍频程递减 的点
單零點
• 從左到右依次為頻率從低到高 • 零点发生在增益以20DB／１０倍频程递增 的点
雙機點
• 從左到右依次為頻率 從低到高 • 双极点发生在增益以 40DB／１０倍频程递 减的点
右半平零點(RHPZ)
• 增 益 递 增 相 位 , 從從 低左 到到 高右 依 次 為 頻 率
•
主機點補償
• 此种补偿一般对电路要求不高(动态负载性 能)适合与反激DCM拓扑方式 • 利用上分压电阻与补偿电容构成极点补偿
ห้องสมุดไป่ตู้
單機點補償
雙機點補償
• 对电路要求较高的电路，特别是动态负载 方面
实际应用图例
實例分析
• 应用电路传递函数的推倒