006 - 转换式电源供给器的原理与设计 梁适安

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1、器的补偿网路，并且画出整个环路增益的波德图。解首先，我们有前面所提过的四重电路中，选出一种放大器的结构，虽然只要小心的设计，所有的放大器都能工作良好，但是我们还是选择图9-10，这是因为它有较佳的暂态响应。其次要考虑的是选择交越频率，在此增益为1单位(unity)，而且波德图会在-1斜率(每十进-20dB)处通过，理论上的限制是将交越频率(crossoverfrequency)设定为转换频率的一半，但是从实际经验上，以少于1/5的转换频率来使用较为恰当。因此，我们选择交越频率为4kHz，此值乃为1/5的转换频率，或是1/10的调换频率。由

2、于我们使用了UC3524A的控制器，控制电压Vc会在2.5V上下摆动，用来改变比较器的驱动波形由0至1，输入电压我们取最差情况130Vac，利用公式9-15可得控制至输出的电压增益为(直流增益)dB=20logVinNS=20log18211010VSNP2.518182=20log10=20log104.04=+12dB45输出转移函数的特性描绘于图9-11，虽然在实际上图9-11的渐进线上会有一个转折频率，此乃由于输出电容器的ESR所引起的，但是在此例中对整个环路增益来说是没有什么影响的，因此，

3、为了简化起见我们就将它省略了。由图9-11可得出，在低频时控制至输出的增益为+12dB，在频率1kHz以上时会有转折发生，其斜率为-2(每十进-40dB)，所以在4kHz的交越频率时，其控制至输出增益为-12dB，而且事实上次两增益的绝对值12dB乃是全然一致的，因此，对整个环路增益为零值而言，回授放大器的增益在4kHz时，必须为+12dB。在此有件重要之事需记在心，就是如果整个环路增益在-1斜率处通过0dB县，则此转换式电源供给器将是稳定的，由于在-2斜率处，转换器的控制至输出的增益会下降，如图9-11所描述。因此，为了得到-1的斜

4、率(每十进-20dB)，在此点回授放大器必须提供+1的斜图9-11例题9-1的控制至输出转移函数率，也就是回授放大器的增益在4kHz时为+12dB(或是4.0)，并具有+1的斜率，由于转换式电源供给器输入的线电压会由于电源至高电源之间摆动着，也就是调变器的增益会随着输入电压而变化时，+1的斜率必须有一些边线去扩展交越频率的范围。现在，让我们来求在1kHz之处调变器的增益，其值为1kHzAV4.01.00or0dB14kHz151然后让我们假设下面回授放大器之特性，并绘其波德图，在4kHz之处，增益为+12dB，而且在1kHz之处，

5、增益为0dB，因此，我们希望有两个零值在1kHz，有一个极值在10kHz，而第二个极值在30kHz，在图9-12就是所画的波德图，由图中可得AV1=0dBor1.00AV1=19.96dBor9.95而且f1=f2=1kHzf3=10kHzf4=30kHz参考图9-10(a)与公式9-33至9-39，则需要得到9-12的情况，其电阻值与电容值可计算如下，假设R1=10K，由公式9-33可得图9-12回授放大器波德图所示的为期望之频率与增益特性R10k2R3=1KAV9.952由公式9-35可得6110C1=0.015F2

6、fR62.812由公式9-36可得1C3=0.015F2fR2t由公式9-38可得1C2=0.0005F2fR42最后放大器的设计与整个环路增益如图9-13所示，图9-13的结果乃是将图9-11与9-12相加所得，由图中我们就可得知，在4kHz之处，且斜率为-1，此时整个增益会通过0dB线(单位增益)，正如我们所期望的。当然若输入线电压在90Vac至130Vac的范围变化(或是130Vac至260Vac)，则交越频率也将会受到改变，但是交越还是会在-1斜率之处，读者只要152图9-13补偿回授放大器与例题9-1转换式电源供给

7、器的整个系统回路增益图在低输入电源90Vac(或180Vac)情况下，给出环路增益的波德曲线即可证明职。9-6环路稳定度的测量(LOOPSTABILITYMEASUREMENTS)虽然有许多方法可用来测量转换式电源供给器的整个环路增益，但是最简单的方法是测量电源供给器的暂态响应，即可得出闭环路稳定度有关情况。暂态响应的测量可在二倍的交流输入频率下，转换输出负载由其全额值得75%至100%，如此的负载变化在回复事件结束时，可强制使得回授放大器由一个开环路情况变至闭环路情况。在图9-14所示为±25%负载变化下，典型的暂态响应轨迹。图9-14

8、(a)的转换波形在方波的上升与下降边缘，会引起开关的输出电压有“下陷”或“跳跃”现象产生，这些暂态的Vr电压大小主要全视输出电容器的ESR值而定，然而恢复时间tr乃为输出滤波器与环路响应的函数