開(kāi)關(guān)電源閉環(huán)方案從回響基本概念中知道：擴大器在深度負回響時(shí)，如輸入不變，電路參數改動(dòng)、負載改動(dòng)或煩擾對輸出影響減小。回響越深，煩擾引起的輸出過(guò)失越小。但是，深回響時(shí)，回響環(huán)路在某一頻率附加相位移如到達180°,一同輸出信號等于輸入信號，就會(huì )產(chǎn)生自激振蕩。開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)電源不同于一般擴大器，擴大器加負回響是為了有滿(mǎn)意的通頻帶，滿(mǎn)意的安穩增益，減少煩擾和減少線(xiàn)性和非線(xiàn)性失真。而開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)電源，假設要等效為擴大器的話(huà)，輸入信號是基準（參閱）電壓Uref，一般說(shuō)來(lái)，基準電壓是不變的；回響網(wǎng)絡(luò )就是取樣電路，一般是一個(gè)分壓器，當輸出電壓和基準一守時(shí)，取樣電路分壓比（kv）也是固定的（Uo=kvUref）。開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)電源不同于擴大器，內部（開(kāi)關(guān)頻率）和外部煩擾（輸入開(kāi)關(guān)電源和負載改動(dòng)）十分嚴重，閉環(huán)方案目的不只需求對以上的內部和外部煩擾有很強克制才能，保證靜態(tài)精度，并且要有杰出的動(dòng)態(tài)照應。關(guān)于恒壓輸出開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)電源，就其回響拓撲而言，輸入信號（基準）相當于擴大器的輸入電壓，分壓器是回響網(wǎng)絡(luò )，這就是一個(gè)電壓串聯(lián)負回響。假設恒流輸出，就是電流串聯(lián)負回響。假設是恒壓輸出，對電壓取樣，閉環(huán)安穩輸出電壓。因此，首先選擇安穩的參閱電壓，通常為5～6V或2.5V，要求極小的動(dòng)態(tài)電阻和溫度漂移。其次要求開(kāi)環(huán)增益高，使得回響為深度回響，輸出電壓才不受開(kāi)關(guān)電源電壓和負載（煩擾）影響和對開(kāi)關(guān)頻率紋波克制。一般功率電路、濾波和PWM產(chǎn)生電路增益低，只需選用運放（過(guò)失擴大器）來(lái)獲得高增益。再有，由于輸出濾波器有兩個(gè)極點(diǎn)，最大相移180°，假設直接參與運放組成回響，很簡(jiǎn)單自激振蕩，因此需求相位補償。依據不同的電路條件，可以選用Venable三種補償擴大器。補償結果既滿(mǎn)意穩態(tài)要求，又要獲得杰出的瞬態(tài)照應，一同可以克制低頻紋波和對高頻重量衰減。
6.4.1?概述圖6.31為一個(gè)典型的正激變換器閉環(huán)調度的比如?？梢钥闯鍪且粋€(gè)負回響體系。PWM控制芯片中包含了過(guò)失擴大器和PWM構成電路?？刂菩酒补S多其他的功能，但了解閉環(huán)安穩性問(wèn)題，僅需考慮過(guò)失擴大器和PWM。關(guān)于輸出電壓Uo緩慢或直流改動(dòng),閉環(huán)當然是安穩的。例如輸入電網(wǎng)或負載改動(dòng)（煩擾），引起Uo的改動(dòng)，經(jīng)R1和R2取樣（回響網(wǎng)絡(luò )），送到過(guò)失擴大器EA的反相輸入端，再與加在EA同相輸入端的參閱電壓(輸入電壓)Uref比較。將引起EA的輸出直流電平Uea改動(dòng)，再送入到脈沖寬度調制器PWM的輸入端A。在PWM中，直流電平Uea與輸入B端0～3V三角波Ut比較，產(chǎn)生一個(gè)矩形脈沖輸出，其寬度ton等于三角波初步時(shí)間t0到PWM輸入B三角波與直流電平相交時(shí)間t1。此脈沖寬度抉擇了芯片中輸出晶體管導通時(shí)間，一同也抉擇了控制晶體管Q1的導通時(shí)間。Udc的增加引起Uy的增加，因Uo=Uyton/T，Uo也隨之增加。Uo增加引起Us增加，并因此Uea的減少。從三角波初步到t1的ton相應減少，Uo康復到它的初始值。當然，反之亦然。PWM產(chǎn)生的信號可以從芯片的輸出晶體管發(fā)射極或集電極輸出，經(jīng)電流擴大供應Q1基極驅動(dòng)。但不管從那一點(diǎn)－發(fā)射極仍是集電極－輸出，有必要保證當Uo增加，要引起ton減少,即負回響。應當注意，大多數PWM芯片的輸出晶體管導通時(shí)間是t0到t1。關(guān)于這樣的芯片，Us送到EA的反相輸入端，PWM信號假設驅動(dòng)功率NPN晶體管基極（N溝道MOSFET的柵極），則芯片輸出晶體管應由發(fā)射極輸出。但是，在某些PWM芯片（TL494）中，它們的導通時(shí)間是三角波Ut與直流電平（Uea）相交時(shí)間到三角波中止時(shí)間t2。關(guān)于這樣的芯片，假如驅動(dòng)NPN晶體管，輸出晶體管導通（假如從芯片的輸出晶體管發(fā)射極輸出），這樣會(huì )隨晶體管導通時(shí)間添加，使得Uo添加，這是正回響，而不是負回響。因此，TL494一類(lèi)芯片，Us送到EA的同相輸入端，Uo添加使得導通時(shí)間減少，就可以選用芯片的輸出晶體管的發(fā)射極驅動(dòng)。?圖6.31電路是負回響且低頻安穩。但在環(huán)路內，存在低電平噪音電壓和含有豐厚接連頻譜的瞬態(tài)電壓。這些分量通過(guò)輸出Lo,Co濾波器、過(guò)失擴大器和Uea到Uy的PWM調節器引起增益改動(dòng)和相移。在諧波分量中的一個(gè)分量，增益和相移或許導致正回響，而不再是負回響，在6.2.7節咱們已談?wù)撨^(guò)閉環(huán)振蕩的機理。以下就開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)電源作加體剖析。?6.4.2?環(huán)路增益?仍是來(lái)研討圖6.31正激變換器。假定回響環(huán)在B點(diǎn)－連接到過(guò)失擴大器的反相輸入端斷開(kāi)成開(kāi)環(huán)。任何一次諧波分量的噪聲從B通過(guò)EA擴大到Uea，由Uea傳遞到電壓Uy的平均值,和從Uy的平均值通過(guò)Lo,Co回來(lái)到Bb(正好是先前環(huán)路斷開(kāi)點(diǎn))都有增益變化和相移。這便是6.2.7談?wù)摰沫h(huán)路增益信號通路。?假如假定某個(gè)頻率f1的信號在B注入到環(huán)路中，回到B的信號的幅值和相位被上面說(shuō)到回路中的元件改動(dòng)了。假如改動(dòng)后的回來(lái)的信號與注入的信號相位精確相同，并且幅值等于注入信號，即滿(mǎn)足GH＝-1。要是現在將環(huán)閉合（B連接到Bb），并且注入信號移開(kāi)，電路將以頻率f1繼續振蕩。這個(gè)引起開(kāi)始振蕩的f1是噪聲頻譜中的一個(gè)分量。?為抵達輸出電壓（或電流）的靜態(tài)精度，過(guò)失擴大器必須有高增益。高增益就或許引起振蕩。過(guò)失擴大器以外的傳遞函數一般無(wú)法改動(dòng)，為避免參加過(guò)失擴大器往后振蕩，一般通過(guò)改動(dòng)過(guò)失擴大器的頻率特性（校正網(wǎng)絡(luò )），使得環(huán)路頻率特性以-20dB/dec穿越，并有45°相位裕度，以抵達閉環(huán)的安穩。以下咱們研討過(guò)失擴大器以外的電路傳遞函數的頻率特性。帶有LC濾波電路的環(huán)路增益Gf?除了反激變換器（輸出濾波僅為輸出電容）外，這兒談?wù)摰囊磺型負涠加休敵鰹V波器。一般濾波器設計時(shí)依據脈動(dòng)電流為平均值（輸出電流）的20%選取濾波電感。依據容許輸出電壓紋波和脈動(dòng)電流值以及電容的ESR選取輸出濾波電容。假如電解電容沒(méi)有ESR（最新產(chǎn)品），只按脈動(dòng)電流和容許紋波電壓選取。由此取得輸出濾波器的諧振頻率，特征阻抗，ESR零點(diǎn)頻率。在頻率特性一節圖6.7示出了LC濾波器在不同負載下的幅頻和相頻特性。?為簡(jiǎn)化談?wù)?，假定濾波器為臨界阻尼Ro=1.0Zo，帶有負載電阻的輸出LC濾波器的幅頻特性如圖6.32(a)中12345所示。此特性假定輸出電容的ESR為零。在低頻時(shí)，Xc>>XL，輸入信號不衰減，增益為1即0dB。在f0以上，每十倍頻Co阻抗以20dB減少，而Lo阻抗以20dB添加，使得增益變化斜率為－40dB/dec。當然在f0增益不是突然轉變?yōu)椋?斜率的。實(shí)際上在f0前增益曲線(xiàn)平滑離開(kāi)0dB曲線(xiàn)，并在f0后不久漸近趨向－40dB/dec斜率。這兒為談?wù)摲奖?，增益曲線(xiàn)突然轉向－40dB/dec。?假如使相應于Ro=1.0Zo條件下安穩，那么在其它負載也將安穩。但應研討電路在輕載（Ro>>1.0Zo）時(shí)的特性，因為在LC濾波器轉折頻率f=?f0增益諧振提升。
濾波電容有ESR的LC濾波器幅頻特性如圖6.35b的曲線(xiàn)123456。大多數濾波電容具有ESR。在f0以上的低頻段，容抗遠遠大于ESR，從Uo看到阻抗僅是容抗起主要效果，斜率仍為-40dB/dec；在更
高頻時(shí)，esrRC<<ω1，從輸出端看的阻抗只是ESR，在此頻率范圍，電路變?yōu)長(cháng)R濾波，而不是LC濾波。即
式中轉機頻率fesr＝Resr/（2πL）。在此頻率規模，感抗以20dB/dec增加，而ESR保持常數，增益以-20dB/dec斜率下降。?幅頻特性由-40dB/dec轉為-20dB/dec斜率點(diǎn)為fesr,這里電容阻抗等于ESR。ESR提供一個(gè)零點(diǎn)。改變是漸近的，但所示的忽然改變也足夠準確。
