一款小型直流開關(guān)電源的反饋控制電路設(shè)計(jì)方案

假設(shè)流經(jīng)橋分壓器的電流為250uA,由于TL431 的參考電壓為2.5V，則：

又由于輸出電壓UO:

所以可以得到：1.3 反饋補(bǔ)償電路分析與設(shè)計(jì)

在沒有加入電容CZERO時(shí)，反饋環(huán)路傳遞函數(shù)為：

在圖3 中，不難發(fā)現(xiàn)，LED 在二級LC 濾波器之前連接，這也就避免了當(dāng)LC 網(wǎng)絡(luò)開始諧振時(shí)在高頻區(qū)產(chǎn)生增益。當(dāng)然，通過LC 濾波器也可以降低高頻噪音。選擇該濾波器諧振頻率應(yīng)為所選交叉頻率的10倍以上以避免相互干擾。

另外，在加上電容Czero之后，則可以得到在原點(diǎn)處引入一個(gè)極點(diǎn)，此時(shí)完整反饋環(huán)路傳遞函數(shù)為：

容易發(fā)現(xiàn)，在原點(diǎn)處存在極點(diǎn)fpo和由快車道結(jié)構(gòu)引入的極點(diǎn)fz.由于在本文設(shè)計(jì)中使用的為放大器類型2,因此需要在其它地方的極點(diǎn)fp.

這樣，我們可在輸出節(jié)點(diǎn)與地之間加入一個(gè)電容，可以得到最終控制式：

這樣，就可以求出極點(diǎn)和零點(diǎn)位置：

因此，下面就可以應(yīng)用K 因子法來設(shè)計(jì)所需要的放大器類型2:

交叉頻率=1kHz;需要的相位裕度=70o；交叉頻率處增益衰減Gfc=-20dB；交叉頻率處的相位=-55o，K 因子計(jì)算為：k=4.5；fz=222kHz;fp=4.5kHz;G=10;CTR=0.8.

根據(jù)上面已經(jīng)得到的幾個(gè)公式，可以得到：

到此為止，則完成了整個(gè)關(guān)于反饋網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)過程。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)以上反饋控制電路的具體設(shè)計(jì)方案及上述數(shù)據(jù)采用HSpice進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果如圖4 所示。認(rèn)真觀察后，從系統(tǒng)波形上就不難發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)具有明顯的穩(wěn)定性和可靠性。

圖4 工作于DCM 或CCM 電流模式波特圖

結(jié)束語

本文通過采用光耦817 和三端分流穩(wěn)壓管TL431 相結(jié)合的PWM 型電流調(diào)節(jié)方式對直流開關(guān)電源的反饋控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)結(jié)果較好地體現(xiàn)出了小型化、小功率、高效率的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性和可靠性。

隨著目前開關(guān)電源模塊化進(jìn)程的逐步加快，使得開關(guān)電源的外圍部件越來越少，因此，如何更好地確保開關(guān)電源的小巧化、智能化、高效化，以及對應(yīng)電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、良好的散熱性能等將是下一步的主要研究方向。