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开关稳压器控制回路响应的原理与基本特性-器件知识

时间:2024-04-04 16:07:10

开关-DC电压调节器(“开关调节器”)依赖于闭合反馈控制回路,以确保在变化的负载条件下保持所需的电压和电流输出。该控制回路的性能影响电源的关键性能参数,包括线路和负载调节,稳定性和动态响应。

工程师可以通过测量控制回路的频率响应来量化控制回路的性能。电压调节器可在很宽的频率范围内工作。然后可以通过将补偿器网络结合到电路中来“调谐”频率响应。如果工作做得好,最终结果是一个,它在很宽的频率范围内稳定但没有过度补偿,因此其动态响应很差。

本文介绍了开关稳压器控制环路的基本原理,然后介绍了精心设计的模块化和稳压器的一些示例,这些控制器和稳压器可用作高性能电源的基础。

电压调节器控制回路

反馈控制回路是简单的概念。控制循环的目的是约束系统变量(例如,输出),使其保持在期望值。系统变量不断受到监控,并与参考值进行比较,参考值等于所需的输出。然后使用误差信号(期望值和实际输出之间的差值)来调整系统变量以使其恢复正常。

在开关调节器中,系统变量是电压(和/或电流)与电路设计者设定的参考值进行比较。然后将误差放大器的输出(误差信号)馈入比较器,该比较器调节开关晶体的占空比。占空比与输出电压成正比。图1显示了升压(“升压”)开关稳压器的反馈环路的简化原理图。

开关稳压器控制回路响应的原理与基本特性

图1:控制的简化原理图用于升压调节器的回路。 (由Semiconductor提供)

在完美的控制环路中,无论负载或输入电压如何发生,输出电压都将保持定在。在实际电路中,负载和输入电压的变化会在一定程度上扰乱输出。工程师希望设计他或她的电路,以便控制回路尽可能快地响应变化并精确调节输出电压,同时保持稳定。

控制回路可以通过其频率响应来表征。频率响应表示开关稳压器如何在一定频率范围内的规定工作条件下作出反应(由电压调节器的“传递函数”确定)。频率响应是电压调节器的动态模型,显示输入电压,负载和占空比的变化如何根据频率影响输出电压。频率响应会影响电压调节器的反应时间,精度和稳定性。

增益和相位差

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