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聊聊開關電源控制器原理

01、前言

一個好的開關電源不僅僅需要功率變換部分,還需要控制回路部分。

我們想實現閉環控制系統,就需要引入負反饋系統。

引入負反饋好處比較多,即使考慮電網波動,輸出負載的變化都能實現穩定輸出,也不受影響。

比如手機充電器開啟不同功能時輸出負載是不同的,充著電打游戲,充電器的輸出負載肯定要比看短視頻時更高。

那么針對這種出現的實際問題,電源就需要引入一級負反饋。

02、負反饋控制原理

我們從副邊整流輸出電路部分引出一條線,對當前輸出電壓進行采樣,把電壓值傳遞給控制占空比的電路(目前通常使用電源IC實現),假設輸出為5V,如果反饋電路發現,輸出電壓低于5V,占空比此時要提高,如果發現電壓高于5V,反饋電路要反饋給占空比電路,占空比就降低一點。這樣不斷修正,輸出電壓最終會穩定在5V。

這種原則在現實生活中的稱為:面多了加水,水多了加面,因此輸出電壓更加穩定,并且適應變化電阻,也就是我們說的線性調整率和負載調整率更好。

03、PWM控制芯片

我們從以上信息可以知道,輸出的穩定不僅僅需要負反饋反饋當前電壓值,還需要知道輸出多少占空比,那么現在主要是靠PWM控制芯片去實現。如下圖所示。

PWM控制芯片引腳包括:VDD電源供電腳;GND接地腳;

GATE輸出脈沖信號腳,可以控制MOS管輸出高頻脈沖信號,即PWM;

CS引腳,變壓器/電感的電流檢測器,這個屬于IC內部電流環的輸出;

FB電壓反饋腳,和CS引腳共同決定輸出占空比,這個屬于IC內部電壓環的輸出;

PRT引腳包括IC內部的過熱保護,過壓保護。

實際工作時,當前輸出電壓和FB&CS的內部標準電壓比較,從而調節GATE引腳輸出PWM的占空比,實現最終輸出電壓的調整,達到穩定輸出效果。

那么此類電源IC有個名字叫:反激式開關電源控制器。

04、總結

我們開關電源包括功率變換部分+控制回路部分,其中控制回路需要引入負反饋,在PWM控制器作用下輸出反饋給定的占空比大小,從而達到穩定的輸出。

歡迎各位大佬留言討論!

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08-12 10:56

本文關于反饋部分有些籠統,可以進行系統的理論分析嗎?

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08-12 20:06
@王工1968
本文關于反饋部分有些籠統,可以進行系統的理論分析嗎?

謝謝回復,以后會有的,這個系列會一直更新,講解原邊反饋和副邊反饋,解讀選型和計算,仿真等等,歡迎道友關注。

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dwwzl
LV.5
4
08-13 08:39

負反饋電路比較好理解,也比較常用,一個采樣電阻采集電流給比較器或者運放形成差值補給控制端即可實現。

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linghz
LV.5
5
08-13 20:49

電流模式控制中,峰值電流限制可防止磁飽和,同時簡化補償設計。

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08-14 09:28

這只是其中一種,單端反激開關電源基本用的是雙回路負反饋

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08-14 15:32
@王工1968
這只是其中一種,單端反激開關電源基本用的是雙回路負反饋

對的,現在基本上都是峰值電流檢測+電流環+電壓環雙環控制模式。

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