電源適配器控制電路的設(shè)計 | |||||
電源適配器的主電路主要處理電能,而控制電路主要處理電信號,屬于“弱電電路,但它控制著主電路中的開關(guān)元件的工作,一且偏離正常工作狀態(tài),將造成嚴(yán)重后果,使整個電源停止工作或損壞。電源的很多指標(biāo),如穩(wěn)壓穩(wěn)流精度、紋波、輸出特性等也都同控制電路相關(guān)。因此控制電路的設(shè)計質(zhì)量對電源的性能至關(guān)重要,應(yīng)作為設(shè)計工作的重點(diǎn)。同時控制電路功能眾多,相對復(fù)雜,設(shè)計的內(nèi)容也較復(fù)雜,周期較長,甚至可能出現(xiàn)反復(fù),有時一些參數(shù)的確定還需要通過實(shí)驗(yàn)來得到。 首先介紹控制環(huán)路參數(shù)的設(shè)計和計算,然后介紹控制電路的設(shè)計和典型的電源適配器控制芯片的情況。
電壓模式控制電路的設(shè)計 控制電路設(shè)計的目標(biāo)是使電源適配器在各種工況下均能穩(wěn)定工作,并且達(dá)到要求的動態(tài)性能,因此控制電路設(shè)計工作的核心是電壓、電流反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計。本節(jié)以第4章的內(nèi)容為基礎(chǔ),介紹電壓模式控制系統(tǒng)的設(shè)計。 電壓模式控制電路的主要內(nèi)容是電壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)的確定,應(yīng)按以下步驟進(jìn)行。
電壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)形式 5V1A電源適配器通常都要求較高的輸出電壓穩(wěn)壓精度,較好的電源應(yīng)該可以優(yōu)于0。5%,這樣高的穩(wěn)態(tài)精度采用比例(P)調(diào)節(jié)器是難以達(dá)到的,因此電壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)形式都采用比例積分(F)或比例積分微分(PD)調(diào)節(jié)器,由于積分環(huán)節(jié)的存在,理論上講輸出電壓的穩(wěn)態(tài)誤差為零。實(shí)際電路中,由于運(yùn)算放大器零偏、漂移和基準(zhǔn)源與反饋電路的誤差等問題,實(shí)際穩(wěn)態(tài)誤差不會為零,但已可以達(dá)到較高的精度。 上述3種調(diào)節(jié)器的電路形式見圖。 圖中,ur為電壓參考信號,是電壓給定。是電壓反饋。B是控制量,在電壓模式控制中,控制量用來直接控制占空比;在電流模式控制中,電壓調(diào)節(jié)器的控制量作為電流環(huán)的給定信號,用來控制輸出電流。 這3種調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)分別為
可以看出,P調(diào)節(jié)器具有1個零點(diǎn),而PID調(diào)節(jié)器具有2個零點(diǎn)。采用P調(diào)節(jié)器,其結(jié)構(gòu)簡單,參數(shù)整定比較容易,但根據(jù)第4章中的對比可以知道這時系統(tǒng)開環(huán)幅頻增益曲線的過零點(diǎn)只能選在低于輸出LC濾波器截止頻率的范圍,因此閉環(huán)系統(tǒng)的響應(yīng)速度較慢。大多數(shù)電源對電壓環(huán)的動態(tài)響應(yīng)速度要求較高,因此通常需要選擇PID調(diào)節(jié)器。
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| 發(fā)布時間:2018.10.30 來源:電源適配器廠家 |
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