前言

開關(guān)電源在生活中隨處可見，一般千瓦以內(nèi)的功率通常采用模擬電源芯片控制，比如消費類電子產(chǎn)品充電機、電源適配器、模塊電源等，常用的拓撲有Buck、Boost、反激、正激、推挽，半橋、全橋、LLC、PFC等。這些電源設(shè)計中環(huán)路補償設(shè)計是必不可少的一步，常用的補償網(wǎng)絡(luò)有三種，分別為Type I、Type II、Type III型，針對補償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一些大廠也給出了設(shè)計方法和指導(dǎo)步驟等，下面分享一篇很早的文章，講述了反激電路的PC817和TL431的設(shè)計方法，雖然文章比較早，但原理講述的比較清楚，對環(huán)路設(shè)計具有指導(dǎo)意義。

目錄

1 概述

2 光耦與TL431環(huán)路動態(tài)補償

3 實驗驗證

4 參考文獻

1 概述

開關(guān)電源的控制通常分為兩種，即電流模式和電壓模式，反激屬于電流模式。電源的環(huán)路設(shè)計運用控制理論原理進行設(shè)計，利用小信號模型推導(dǎo)出電源的和補償網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)，對此環(huán)路的動態(tài)補償設(shè)計進行了定性分析和定量計算，通過設(shè)計合適的相位裕量來保證開關(guān)電源的穩(wěn)定性。文中講述了基于電流控制芯片UC3842的Flyback電源的環(huán)路設(shè)計，運用TL431和光耦PC817組成的反饋網(wǎng)絡(luò)，示意圖如圖1所示。

2 光耦與TL431環(huán)路動態(tài)補償

在經(jīng)典控制理論中，系統(tǒng)穩(wěn)定性用相位裕度和增益裕度兩個參數(shù)衡量，通常要求相位裕度小于-10dB，相位裕度大于45°。按照這個條件設(shè)計閉環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)輸入輸出發(fā)生改變時，系統(tǒng)也能保持穩(wěn)定。常用的幾種補償如圖2所示。

圖2a是單極點模型，適用于電流型控制和工作在DCM，并且濾波電容的ESR零點頻率較低的電源。其作用是將第1個極點與其他極點拉開；圖2b是單零點單極點模型，其極點相當(dāng)于單極點補償中的極點，而零點則把補償前的第1個極點抵消，這時的帶寬最大，可以達到補償前第2個極點的帶寬，增加了帶寬；圖2c是雙極點單零點模型適用于功率部分只有1個極點的補償，例如所有電流型控制和非連續(xù)方式電壓型控制。補償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，需要結(jié)合主電路的開環(huán)傳遞函數(shù)，其步驟：

?a）按照主電路推導(dǎo)出傳遞函數(shù)，然后作出頻率響應(yīng)曲線；

b）確定帶寬，即0dB增益的頻率；

c）根據(jù)帶寬確定補償器的類型和頻率點，作出閉環(huán)頻率響應(yīng)曲線。

下面是安森美資料中的等效電路分析。

3 實驗驗證

文中給出了輸入85VAC～265VAC，輸出12VDC/60W的Flyback電源環(huán)路設(shè)計方法，開關(guān)頻率為100kHz。?

采用電流控制的傳遞函數(shù)為

（1）ESR較大時的補償，對ESR=130mΩ，則Rc=43.3 mΩ，則

上式看出，自身阻容形成的零點比較低，8kHz處的相位滯后比較小，補償設(shè)計如圖3所示。

（2）ESR較小時的補償，對ESR=30mΩ，則Rc=10mΩ，則

上式看出，自身阻容形成的零點比較低，8kHz處的相位滯后比較大，8kHz處的相角為-47°，若單極點補償，則帶寬處相位裕度偏小，補償設(shè)計如圖4所示。

該文對Flyback電源環(huán)路設(shè)計進行了介紹，給出了電流型電源的補償設(shè)計方法，并進行了實例驗證，方法對工程實踐指導(dǎo)具有重要的意義。詳細內(nèi)容請閱讀原文。

4 參考文獻

[1] 反激開關(guān)電源中基于PC817A與TL431配合的環(huán)路動態(tài)補償設(shè)計

[2] The TL431 in the Control of Switching Power Supplies

反激開關(guān)電源中基于PC817A與TL431配合的環(huán)路動態(tài)補償設(shè)計.pdf

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