1 基本理論
開關(guān)電源的輸出電壓Vo是由一個(gè)控制電壓Vc來控制的，即由Vc與鋸齒波信號(hào)比較，產(chǎn)生PWM波形。根據(jù)鋸齒波產(chǎn)生的方式不同，開關(guān)電源的控制方式可分為電壓型控制和電流型控制。電壓型的鋸齒波是由芯片內(nèi)部產(chǎn)生的，如LM5025，電流型的鋸齒波是輸出電感的電流轉(zhuǎn)化成電壓波形得到的，如UC3843。對(duì)于反激電路，變壓器原邊繞組的電流就是產(chǎn)生鋸齒波的依據(jù)。 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)
輸出電壓Vo與控制電壓Vc的比值稱為未補(bǔ)償?shù)拈_環(huán)傳遞函數(shù)Tu，Tu=Vo/Vc。一般按頻率的變化來反映Tu的變化，即Bode圖。 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)
電壓型控制的電源其Tu是雙極點(diǎn)，以非隔離的BUCK為例，形式為： 
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電流型控制的電源其Tu是單極點(diǎn)，以非隔離的BUCK為例，形式為： 
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各種電路的未補(bǔ)償?shù)拈_環(huán)傳遞函數(shù)Tu可以從資料中找到。本講座的目的是提供一種直觀的環(huán)路設(shè)計(jì)手段。
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2 計(jì)算機(jī)仿真開關(guān)電源未補(bǔ)償?shù)拈_環(huán)傳遞函數(shù)Tu 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)
2.1 開關(guān)平均模型
由于電路帶變壓器，所以平均開關(guān)模型也要用帶變壓器的模型CCM-T(帶變壓器的電流連續(xù)模式的模型)。參數(shù)Rs是原邊檢流電阻，n是變壓器變比(原邊:副邊)，mva是斜坡補(bǔ)償?shù)男甭剩瑔挝皇荲/S。
2.3 仿真實(shí)例 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)
實(shí)際電路中，選用不同的控制芯片，控制電壓Vc的產(chǎn)生方式是不同的。以下是幾個(gè)我們?cè)诠ぷ髦薪?jīng)常用到的幾種控制芯片的仿真實(shí)例。
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2.3.1 帶變壓器隔離的電流型CCM(UC3843)
UC3843自帶的運(yùn)放歸為反饋回路，運(yùn)放輸出的電壓作為控制電壓Vc。V9芯片內(nèi)部的兩個(gè)二極管壓降，GAIN的放大倍數(shù)等于芯片內(nèi)的電阻分壓。
此電路采用電流互感器采樣原邊電流，對(duì)于如下的采樣電路，Rs=R/n，n是電流互感器的匝比(n:1)。 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)
UC3843的斜率補(bǔ)償，對(duì)于下圖電路，補(bǔ)償斜率 
(V/s)
2.3.2 帶隔離和電壓前饋的電壓型CCM(LM5025)
若R1>>R3，C2>>C1，有：
3.2.3 帶前饋的電壓型隔離BUCK(LM5025)
輸入48V，輸出3.3V/40A，LM5025控制器，開關(guān)頻率fs=280kHz，下圖是實(shí)際電路參數(shù)，可以看出測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果很相似，表示所建的仿真模型準(zhǔn)確度是可以信賴的!
LM5025-2
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下面對(duì)此電路按上面的方法重新設(shè)計(jì)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)
首先，將補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)移出，畫出從光藕輸入到Vo的未補(bǔ)償傳遞函數(shù)Tu。C8、C9、C6、R12不要，R6及Vr1是芯片內(nèi)部參數(shù)，需保留。
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從仿真結(jié)果可以看出，Tu的直流增益很小，只有-0.44dB。原因是光藕的電阻R5接到了輸出Vo，從而降低了Vo對(duì)Vc的增益。若將R5接到一個(gè)固定電平VCC上，則整個(gè)增益增加了，Tu的直流增益增加到25.6dB!以此為基礎(chǔ)進(jìn)行補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。由于是電壓型控制，所以采用PID補(bǔ)償。由于本電源的開關(guān)頻率很高，達(dá)fs=280kHz，若沒有光藕隔離限制，補(bǔ)償后的交越頻率可取fc=0.2*fs=56kHz，但由于光藕的帶寬只有10kHz左右，且光藕引入的相位滯后在5kHz 以后急劇增加，所以為了得到盡可能大的帶寬，首先應(yīng)對(duì)光藕進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償以拓展其帶寬。此處在光藕的輸出加入RC零點(diǎn)。設(shè)補(bǔ)償后的交越頻率為fc=20kHz，Tu在fc處的增益dbGc=-8.67dB，希望在fc處得到60°的相位補(bǔ)償，設(shè)置極點(diǎn)fp2=180kHz以抑制高頻干擾，R1=100k//56k=35.9k，計(jì)算得到補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)如下：
補(bǔ)償后帶寬20kHz，相位裕度30°。仿真得到的相位裕度往往小于預(yù)期的值，這是由于補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)放及未完全補(bǔ)償?shù)墓馀涸斐傻摹?/p>