高PF反激临界模式开关电源的环路设计

开关电源环路设计要点开关电源是一种电源供电方式，主要通过开关电器元件（如MOS管）在开关状态下实现电能转换和电压变换。

开关电源具有高效率、小体积、低成本等优点，被广泛应用于各种电子设备中。

下面就开关电源环路设计的要点进行详细介绍。

一、开关电源环路基本结构开关电源环路一般由输入电源滤波、脉宽调制、开关器件、输出滤波、反馈控制五个部分组成。

其中，输入电源滤波主要用于滤除输入电源中的交流干扰，保证开关电源工作的稳定性；脉宽调制控制开关器件的导通时间，进而控制输出电压的大小；开关器件用于控制电能的转换和电压变换；输出滤波用于去除开关导通时产生的高频噪声；反馈控制通过检测输出电压，调整脉宽调制信号，实现输出电压的稳定。

二、开关频率的选择开关频率是指开关电源中开关器件（如MOS管）的工作频率。

开关频率的选择要根据具体应用需求来确定。

一般情况下，高开关频率可以实现较高的转换效率，但也会增加开关器件和元件的压力，增加损耗。

因此，在选择开关频率时需要综合考虑功率损耗、损耗成本、EMI等因素，合理选择开关频率。

三、开关器件的选型开关电源中的开关器件是实现能量转换和电压变换的核心关键部分。

目前常见的开关器件有MOS管、IGBT等。

在选型时需要综合考虑开关电源的输出功率、工作温度、开关频率等因素。

此外，还要考虑开关器件的导通电阻、关断电阻、开关速度、电流承载能力等性能参数。

四、输出滤波电路设计输出滤波电路用于去除开关器件开关工作时产生的高频噪声。

一般情况下，输出滤波电路由电感和电容组成。

通过选取合适的电感和电容参数，可以实现对高频噪声的有效滤除，并保证输出电压的稳定。

此外，还可以通过设计共模电感、差模电感等结构来进一步提高滤波效果。

五、反馈控制回路设计反馈控制回路用于检测并调整输出电压，保证输出电压的稳定性。

常见的反馈控制回路结构有电压反馈和电流反馈两种。

电压反馈是通过采样电路和比较器将输出电压与设定值进行比较，从而产生反馈信号；电流反馈是通过采样电阻和比较器将输出电流与设定值进行比较，从而产生反馈信号。

反激电源的控制环路设计反激电源（Flyback Power Supply）是一种常见的开关电源拓扑结构，具有简单、高效、成本低等特点。

为了实现对反激电源的控制，需要设计一个有效的控制环路。

本文将从反激电源基本原理出发，详细介绍反激电源控制环路的设计过程。

首先，我们需要了解反激电源的基本原理。

反激电源由输入电压Vin、开关管、变压器、输出电容和负载组成。

工作原理是：当开关管导通时，电流从输入电压Vin经过变压器的一侧流入负载和输出电容，此时储能；当开关管关断时，储存的能量通过变压器的另一侧传导到输出端，输出电压为Vo，这样实现了电能的转换。

在这个过程中，控制开关管的导通和关断时间，就可以实现对输出电压的调节。

为了实现对反激电源的控制，我们首先需要设计一个反馈回路。

反馈回路的功能是测量输出电压，产生一个误差信号，根据误差信号调整开关管的导通时间，使输出电压稳定在设定值。

一般使用光耦隔离器将输出电压转换为电流信号，然后经过一个反相器产生一个与设定值相反的误差信号。

误差信号经过一个比例放大器进行放大，控制开关管的导通时间。

反馈回路的另一个重要组成部分是输出电流保护。

输出电流保护的作用是在负载过大时，自动调整开关管的导通时间，保护开关管和变压器不受损坏。

输出电流保护通常是通过测量输出电流并与设定值进行比较来实现的。

当输出电流超过设定值时，反馈回路会产生一个错误信号，通过控制开关管的导通时间来限制输出电流。

另外一个关键的设计是切换频率控制。

切换频率是指开关管导通和关断的频率。

切换频率的选择要根据应用的需求和设计的约束来确定。

通常有两种选择：固定频率和变频。

固定频率可以简化控制电路的设计，但固定频率可能会导致开关管和变压器在工作时产生噪声。

变频可以减小噪声，但会增加电路的复杂性。

最后，还需要考虑反激电源的保护机制。

保护机制的设计目的是保护电源和负载不受损害。

常见的保护机制包括过压保护、过流保护、过温保护等。

这些保护机制可以通过传感器测量电压、电流和温度，并与设定值进行比较来实现。

反激开关电源环路设计实例
反激开关电源环路设计实例指的是在实际的电路设计过程中，使用反激开关电源技术的具体设计和实现过程。

具体来说，反激开关电源环路设计实例包括以下几个方面：
1.反激变压器设计：例如，需要考虑输入输出电压、功率容量、磁芯材料和
尺寸等因素，以及变压器的匝数比、绕组结构、漏感和分布电容等参数。

2.开关管和整流管的选择：需要根据电路的功率容量和电压等级，选择合适
的开关管和整流管，考虑其耐压、电流容量、开关速度等参数。

3.控制环路设计：例如，可以选择合适的控制芯片和控制算法，同时考虑控
制环路的稳定性、抗干扰能力和动态响应速度等。

4.滤波电路设计：根据实际情况选择合适的滤波元件和滤波电路结构，以满
足电源性能要求。

5.保护电路设计：例如，可以选择合适的保护元件和保护电路结构，以实现
过流、过压、欠压等保护功能。

在实际应用中，需要根据实际情况选择合适的电路结构和参数，以满足电源的性能和可靠性要求。

总结：反激开关电源环路设计实例指的是在实际的电路设计过程中，使用反激开关电源技术的具体设计和实现过程。

这包括反激变压器设计、开关管和整流管的选择、控制环路设计、滤波电路设计和保护电路设计等方面。

这些实例可以帮助工程师更好地理解和应用反激开关电源技术，提高电源的性能和可靠性。

基于L6562高PF的反激电源中的实用技术探讨在前面的反激电源的设计中，我们阐述了反激电源的基本拓扑BUCK-BOOST电路的工作原理，并推导了BUCK-BOOST向FLYBACK拓扑的演变过程。

然后我们学习了反激电源的一些关键参数的设计与计算。

并将设计过程总结成了一个EXCEL电子表格。

现在把这个电子表格提供给大家，供大家下载后验证设计，同时体提供一个小工具用于计算波形的RMS值。

在这篇文章里，我们将把反激的设计深化、延伸。

在以后的一段时间里，我将在这里和大家一起探讨反激电源中的一些实用技术，比如：CRM/BCM的反激设计、QR模式的反激设计、LCD吸收替代RCD吸收、反激单级PFC等等。

同时，欢迎大家积极参与讨论，发表自己的观点。

首先，我们看看常用的CRM/BCM和QR模式下的反激电源的控制IC主要有哪几种，我先说几个，后面请大家积极补充：CRM/BCM：L6561，L6562，MC34262，SA7527QR：NCP1337首先来看CRM/BCM的工作情况。

我们都知道，CRM/BCM的反激电源是工作在变频控制，那么工作的频率究竟是怎么变化的呢？请看：T为工作周期，VIN是输入电压，L是初级电感量，IP是初级峰值电流PIN是输入功率，VF 是反射电压，fs是开关频率。

从上面的关系式，我们可以看出，对于恒定电压、恒定功率输出的电源来说，如果忽略了效率，那么工作周期随着输入电压的升高，而减小，那么就是输入电压增高，工作频率增加。

如果考虑效率的话，一般来说，高压输入的时候，效率会高一些，那么频率也是随着输入电压增加而增加的。

对于某些电源的应用场合而言，比如充电器，它的输出电压是变化的。

那么当工作与恒流状态的时候，输出电压并没有达到正常值，就是说VF比较低，那么假如功率不变，输入电压不变，VF低的话，其实工作频率是会变低的。

因为不同的频率下，IP是不同的，那么变压器的工作磁通量也是不同的。

不确定的参数会让设计失去控制。

1 基本理论开关电源的输出电压Vo是由一个控制电压Vc来控制的，即由Vc与锯齿波信号比较，产生PWM波形。

根据锯齿波产生的方式不同，开关电源的控制方式可分为电压型控制和电流型控制。

电压型的锯齿波是由芯片内部产生的，如LM5025，电流型的锯齿波是输出电感的电流转化成电压波形得到的，如UC3843。

对于反激电路，变压器原边绕组的电流就是产生锯齿波的依据。

输出电压Vo与控制电压Vc的比值称为未补偿的开环传递函数Tu，Tu=Vo/Vc。

一般按频率的变化来反映Tu的变化，即Bode图。

电压型控制的电源其Tu是双极点，以非隔离的BUCK为例，形式为：电流型控制的电源其Tu是单极点，以非隔离的BUCK为例，形式为：各种电路的未补偿的开环传递函数Tu可以从资料中找到。

本讲座的目的是提供一种直观的环路设计手段。

2 计算机仿真开关电源未补偿的开环传递函数Tu2.1 开关平均模型开关电源的各个量经平均处理后，去掉高频开关分量，得到低频(包括直流)的分量。

开关电源的建模、静态工作点、反馈设计、动态分析等都是基于平均模型基础之上的。

若要得到实际的工作波形，应按实际电路进行时域仿真(Time Transient Analysis)。

将开关电路中的开关器件经平均化处理后，就得到开关平均模型，用开关平均模型可以搭建各种电路。

以下是几个开关电源的平均模型仿真例子，从电路波形中看不到开关量，只是平均量，比如电感中流过的电流是实际电感中的电流平均值，电容两端的电压是实际电容两端电压的平均值等等。

2.1.1 CCM BUCK(连续模式BUCK)先直流扫描Vc，得到所需的输出电压，即得到了电路的静态工作点。

然后交流扫描，得到Tu的Bode图。

Tu为双极点。

此处Vc等同于占空比d。

2.1.2 DCM BUCK(断续模式BUCK)按以上方法得到Tu，在DCM下，Tu变成单极点函数。

模型CCM-DCM即可用于连续模式，也可用于断续模式。

此处Vc仍等同于占空比d。

开关电源环路补偿设计开关电源环路补偿设计在开关电源设计中，环路补偿是至关重要的一步。

环路补偿的正确设计可以提高电源的稳定性和效率，从而提供更为可靠的电源输出。

本文将针对开关电源的环路补偿设计，从三个方面进行阐述。

一、开关电源环路补偿的基本原理开关电源的环路补偿，是指将部分输出信号回馈到反馈端口，通过正反馈作用来改善系统的动态性能。

补偿的目的，是使电源输出稳定，对负载的响应性更好。

为了实现这一目的，设计师需要对开关电源的基本原理有深入的理解。

在开关电源中，电容、电感和频率之间的相互影响是至关重要的。

通过合理的组合设计，可以提高电源的效率，降低功耗。

二、开关电源环路补偿的设计方法开关电源的环路补偿设计方法，需要综合考虑多个参数，如响应时间、阻尼稳定性、相位裕度等。

其中，响应时间涉及到电路响应时间、电源传输函数以及负载条件，需要根据具体情况予以调整。

阻尼稳定性关系到系统的稳态稳定性，需要根据不同负载条件下的阻尼因素予以设计。

相位裕度涉及到极点间距，可以通过更改反馈回路的增益稳定性来达到较好的效果。

三、开关电源环路补偿的优化在实际电路中，由于电容、电感和负载等多种因素的影响，开关电源环路补偿存在一定的误差。

优化环路补偿，可以通过在电路中加入滤波电容、降低负载电感等措施，提高电源输出的稳定性。

此外，在滤波器的选型方面，选择与系统肖特基二极管参数相匹配的器件，可以较为有效地降低噪声和振荡。

总之，开关电源环路补偿对整个系统的性能至关重要。

一个合理的补偿设计将使电源输出变得更加稳定、高效，具有更好的响应性。

因此，在开发开关电源的过程中，我们应该时刻保持对环路补偿原理的理解，并综合考虑各种参数和因素，以达到最优的设计效果。

反激電源の控制環路設計一环路设计用到の一些基本知识。

电源中遇到の零极点。

注：上面の图为示意图，主要说明不同零极点の概念，不代表实际位置。

二电源控制环路常用の3种补偿方式。

（1）单极点补偿，适用于电流型控制和工作在DCM方式并且滤波电容のESR零点频率较低の电源。

其主要作用原理是把控制带宽拉低，在功率部分或加有其他补偿の部分の相位达到180度以前使其增益降到0dB. 也叫主极点补偿。

（2）双极点，单零点补偿，适用于功率部分只有一个极点の补偿。

如：所有电流型控制和非连续方式电压型控制。

（3）三极点，双零点补偿。

适用于输出带LC谐振の拓扑，如所有没有用电流型控制の电感电流连续方式拓扑。

三，环路稳定の标准。

只要在增益为1时（0dB）整个环路の相移小于360度，环路就是稳定の。

但如果相移接近360度，会产生两个问题：1）相移可能因为温度，负载及分布参数の变化而达到360度而产生震荡；2）接近360度，电源の阶跃响应（瞬时加减载）表现为强烈震荡，使输出达到稳定の时间加长，超调量增加。

如下图所示具体关系。

所以环路要留一定の相位裕量，如图Q=1时输出是表现最好の，所以相位裕量の最佳值为52度左右，工程上一般取45度以上。

如下图所示：这里要注意一点，就是补偿放大器工作在负反馈状态，本身就有180度相移，所以留给功率部分和补偿网络の只有180度。

幅值裕度不管用上面哪种补偿方式都是自动满足の，所以设计时一般不用特别考虑。

由于增益曲线为-20dB/decade时，此曲线引起の最大相移为90度，尚有90度裕量，所以一般最后合成の整个增益曲线应该为-20dB/decade 部分穿过0dB.在低于0dB带宽后，曲线最好为-40dB/decade，这样增益会迅速上升，低频部分增益很高，使电源输出の直流部分误差非常小，既电源有很好の负载和线路调整率。

四，如何设计控制环路？经常主电路是根据应用要求设计の，设计时一般不会提前考虑控制环路の设计。

反激式开关电源的环路补偿设计与应用摘要反激式开关电源工作的稳定性与其反馈环路有很大的关系，若反馈环路系统没有足够的幅值、相位裕度，开关电源工作将会不稳定且出现输出振荡。

文章基于TNY278芯片开关电源的环路补偿设计为例，详细分析了其环路补偿电路，根据分析验证，总结出该方法不仅能有效控制整个环路的稳定性而且可以降低输出振荡，满足设计要求。

关键字反激式开关电源相位裕度幅值裕度环路补偿穿越频率Design and application of loop compensation for flyback switching power supplyYE Zhenxiong XU Wenyi CHENYouzhang MAZhengxian(TCL air conditioner (Zhongshan) Co., Ltd Zhongshan,Guangdong 528427)Abstract The stability of flyback switching power supply is closely related to its feedback loop. If the feedback loop system does not have enough amplitude and phase margin, the switching power supply will be unstable and output oscillation will occur. Based on theTNY278 chip switching power supply loop compensation design as an example, detailed analysis of the loop compensation circuit, according to the analysis and verification, summed up the method can not only effectively control the stability of the whole loop, but also reduce the output oscillation, meet the design.Keywords Flyback switching power supply Phase margin Amplitude margin Loop compensation Crossing frequency引言随着半导体行业的发展，开关电源的应用场合不断拓宽。

开关电源控制环路设计前馈环节通常由开关电源的输出电压或电流采样电路、误差放大器、比较器和PWM控制器等组成。

开关电源的输出电压或电流通过采样电路进行实时的电压或电流测量，并将测量值与设定值进行比较。

误差放大器将比较器输出的误差信号放大，并输出给PWM控制器。

PWM控制器根据误差信号调整开关管的导通和关断时间，从而控制开关电源输出电压或电流的稳定性。

反馈环节通常由输出电压或电流反馈回路组成。

反馈回路通过将开关电源输出电压或电流与参考电压或电流进行比较，得到误差信号，并将其输入到前馈环节的比较器中。

反馈环节的作用是通过不断地调整开关电源的工作状态，使输出电压或电流尽量接近设定值，并抵消部分外部环境的影响，以保持开关电源稳定工作。

在开关电源控制环路设计中，需要考虑诸多因素。

首先是前馈环节的设计。

前馈环节应具有高增益和低失真的特性，能够准确地将输出电压或电流的变化转换为误差信号，并将其输出给PWM控制器。

其次是PWM控制器的设计。

PWM控制器应能够按照误差信号的大小和方向，精确地调整开关管的导通和关断时间，并保持开关电源输出电压或电流的稳定性。

最后是反馈环节的设计。

反馈环节应能够准确地测量开关电源的输出电压或电流，并将其输入到前馈环节的比较器中。

同时，反馈环节还需考虑去除噪声和抑制振荡等问题，以保证闭环控制系统的稳定性和可靠性。

开关电源控制环路设计的关键是要平衡稳定性和动态响应速度。

稳定性是指开关电源在加载变化或输入电压波动等情况下，输出电压或电流能够尽快地恢复到设定值并保持稳定；而动态响应速度则是指开关电源对设定值的变化能够迅速地响应。

在设计中，需要根据具体的应用需求和制约条件，选择合适的控制算法、滤波器和补偿网络等，以使开关电源控制环路设计达到较好的稳定性和动态响应速度。

总之，开关电源控制环路设计是一个复杂而关键的任务。

它需要综合考虑前馈环节、反馈环节以及稳定性和动态响应速度等因素，以实现开关电源的稳定性和输出精度要求。

反激式开关电源的环路分析与设计环路设计直接影响到电源的性能[1]，本文以最常用的反激电源为例，分析了环路稳定的条件以及环路设计的方法，并通过实验验证了该方法的可行性。

1 反激电源环路与常见环节的分析反激式电源的系统模型如图1 所示[2]。

其中KPWM 和KLC 为功率部分放大倍数，KLC 表示次级等效电感与滤波电容构成的滤波器的放大倍数，Kfb 是反馈分压部分的放大倍数，Vref 是参考电压，Kea 是误差放大器的放大倍数，Kmod 是调制器的放大倍数。

可以得到开环传递函数为：反馈系统稳定一般要求其开环传递函数的幅相频特性曲线小于等于-10 dB 的幅值裕度和45°~60°的相位裕度。

在低频段有较高的增益以保证输出电压的精度，在中频段有较高的频率范围以加快系统的响应速度，在高频段有较快的衰减速度，以抑制高频纹波[3]。

在反激电源中，当一个电源基本参数确定时，KPWM、KLC、Kfb、Vref、Kmod 也相应确定，系统的开环传函只能通过误差放大器Kea 来调节。

调节误差放大器Kea 实际就是调节系统零极点的个数及其分布位置，以满足系统需要的相位裕度和幅值裕度。

在实际设计时，先画出除了误差放大器之外部分的伯德图，根据需要确定合适的补偿器类型，计算补偿器参数，并进行实际电路调试，以确定最优的补偿参数。

本文以一款多路输出电源为例，分析了电源功率部分和环路的设计过程。

参考文献[1] PRESSMAN A.Switching and linear power supply，power converter design[M].Switchtronix Press，Waban，Mass，1997.[2] BASSO C.Switch mode power supplies：SPICE simulations and practical designs[M].McGraw- Hill，2008.[3] BASSO C.Transient response counts when choosing phase margin[J]. Power Electronics and Technology，2008(11)：18-21.[4] KOLLMAN R，BETTEN J.Closing the loop with a popular shunt regulator[J].Power Electronics。

开关电源反馈环路设计开关电源是一种将输入直流电压转换为所需输出电压的电源装置。

为了实现稳定可靠的输出电压，开关电源需要建立反馈环路进行控制。

开关电源的反馈环路主要包括内部反馈环路和外部反馈环路。

内部反馈环路是指内部电路中的反馈控制电路，用于控制开关管的导通与截止，以维持输出电压的稳定。

外部反馈环路是指从输出端以回路的形式连接到内部反馈电路，通过比较输出电压与参考电压的差异，产生一个控制信号，用于调整开关电源的开关时间和频率，从而调整输出电压。

设计开关电源的反馈环路时，需要考虑以下几个方面：1.选择合适的参考电压源：参考电压源是反馈环路的重要组成部分，它提供一个稳定的参考电压，用作与输出电压进行比较的基准。

一般可选择使用稳压二极管、参考电压芯片或者精密电位器来作为参考电压源。

2.设计错误放大器：错误放大器是反馈环路中的核心部分，它承担着将输出电压与参考电压进行比较的作用，并产生一个误差信号。

常见的错误放大器有比较器、运算放大器等。

在设计选择错误放大器时，需要考虑它的稳定性、带宽、输入阻抗等因素。

3.设计补偿网络：由于开关电源在转换过程中存在一定的延迟、输出的电压下降等因素，所以需要通过补偿网络来减小这些不稳定因素对输出电压的影响。

常见的补偿网络包括零点补偿网络和极点补偿网络。

零点补偿网络主要通过增加相位较大的零点，来提高系统稳定性；极点补偿网络主要通过增加相位较小的极点，来提高系统的相位裕度。

4.设计输出滤波器：开关电源的输出电压通常包含一定的纹波，需要通过输出滤波器来降低纹波，使输出电压更加稳定。

输出滤波器一般由电感、电容和电阻组成，通过调整它们的数值和组合方式，可以实现对纹波的去除或衰减。

在进行开关电源反馈环路的设计时，还需要进行一系列的仿真和实验，包括频率响应的模拟分析、稳态和动态的性能测试等，以确保设计的反馈环路能够实现对输出电压的稳定控制。

总之，开关电源的反馈环路设计是一项复杂的任务，需要综合考虑电源的性能要求、稳定性要求和实际应用需求等因素，通过选择适当的参考电压源、设计错误放大器、补偿网络和输出滤波器等，来实现对输出电压的稳定控制。

开关电源环路设计及实例详解一、开关电源的基本原理开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源，其基本原理是通过开关管控制变压器的工作状态，从而实现对输入交流电进行变换、整流和稳压的过程。

开关电源具有输出功率大、效率高、体积小等优点，因此被广泛应用于各种电子设备中。

二、开关电源环路的组成1. 输入滤波器：用于滤除输入交流电中的高频噪声和杂波信号，保证后续环节能够正常工作。

2. 整流桥：将输入交流电转换为直流电信号。

3. 直流滤波器：用于滤除直流信号中的纹波和杂波信号，保证输出稳定。

4. 开关变换器：通过控制开关管的导通和截止状态来控制变压器的工作状态，从而实现对输入信号的变换。

5. 输出稳压器：用于对输出直流信号进行稳压处理，保证输出恒定。

三、开关电源环路设计步骤1. 确定输出功率和输出电压范围。

2. 选择合适的变压器。

3. 设计整流桥和直流滤波器。

4. 设计开关变换器，包括选择合适的开关管和控制电路。

5. 设计输出稳压器，包括选择合适的稳压芯片和反馈电路。

6. 进行整个电路的仿真和优化。

7. 进行实际电路的搭建和调试。

四、开关电源环路设计实例以12V/5A开关电源为例，进行具体设计。

1. 确定输出功率和输出电压范围：输出功率为60W，输出电压范围为11-13V。

2. 选择合适的变压器：根据需求选择带有多个二次侧绕组的变压器，其中一个二次侧用于提供控制信号，另一个二次侧用于提供输出信号。

通过计算得到变压比为1:2。

3. 设计整流桥和直流滤波器：采用全波整流桥结构，并选用大容量滤波电容进行直流滤波处理。

4. 设计开关变换器：选用MOS管作为开关管，并采用反激式结构进行设计。

控制信号通过脉冲宽度调制（PWM）技术进行控制。

同时，在输入端加入输入滤波器进行滤波处理。

5. 设计输出稳压器：选用LM2576芯片进行稳压处理，通过反馈电路控制输出电压。

同时，加入输出滤波电容进行滤波处理。

6. 进行整个电路的仿真和优化：通过仿真软件进行各个环节的仿真和优化，保证整个电路的性能符合要求。

开关电源环路设计与计算开关电源是一种将输入的直流电转换为所需要的输出电压的电源。

其主要由开关元件、功率变压器、整流电路和滤波电路组成。

在进行开关电源的设计与计算时，需要考虑到输入电压范围、输出电压稳定性、功率转换效率、电磁干扰等因素。

首先，设计开关电源需要确定所需的输入电压范围和输出电压稳定性。

根据实际需求选择开关电源的输入电压范围，一般常见的输入电压为220V交流电。

对于输出电压稳定性的要求，需要根据实际应用来确定。

例如，对于电子设备来说，输出电压稳定性要求较高。

其次，需要选择开关元件和功率变压器。

开关元件一般选择功率MOSFET或IGBT，这两种开关元件都具有较高的开关速度和效率。

功率变压器则需要根据输出电压和输出功率来选择合适的型号。

然后，设计整流电路。

整流电路一般采用整流桥进行整流。

通过改变整流桥的二极管的导通方式，可以实现不同的输出电压。

最后，设计滤波电路。

滤波电路可以通过电感和电容的组合来实现对电源纹波的滤除。

通过计算电感和电容的取值，可以达到所需的滤波效果。

在进行开关电源的计算时，需要进行一系列的参数计算。

首先，需要计算开关元件的导通和关断损耗。

根据开关元件的参数，可以计算其导通状态下的功耗和关断状态下的功耗。

然后，需要进行功率变压器的设计和计算。

根据输入电压和输出电压的比值，可以计算变压器的变比。

同时，根据输出功率的大小，可以计算变压器的功率。

接下来，需要计算整流电路的输出电压和输出电流。

根据变压器的变比和整流电路的设计，可以计算输出电压和输出电流的大小。

最后，需要计算滤波电路的电感和电容的取值。

可以根据输出电压纹波的要求，选择合适的电感和电容。

除了上述的设计和计算，还需要考虑到开关电源的保护和安全性。

例如，需要添加过压保护、过流保护和短路保护等电路来保护开关电源和输出负载的安全。

总之，开关电源的设计与计算是一个复杂的过程，需要考虑到多个因素。

通过正确的设计和计算，可以实现稳定、高效、安全的开关电源。

反激开关电源设计之环路分析频域分析是开关变换器的设计难点，困扰着不少电源工程师，芯朋微技术团队从工程应用、理论建模和软件仿真三方面入手，结合最新的反馈控制技术，为大家揭开反激开关电源频域分析设计的神秘面纱！1SSR与PSR架构对比SSR直接采样输出电压，无静差控制；PSR采样供电绕组，估算输出电压，有静差控制。

SSR对变压器工艺要求不高；PSR对变压器工艺要求高，通常需要R3减小漏感振荡和R2加速断开VDD回路。

SSR环路补偿器外置；PSR环路补偿器集成于芯片。

SSR环路不稳通常由环路补偿器设置不当引起；PSR环路不稳通常由采样引起。

2闭环系统稳定条件闭环系统稳定的条件是开环传递函数T cPvK不为-1，在伯德图上定义了相位裕量和增益裕量来判断稳定性。

3稳定性判断方法建模法利用状态空间平均法或电路平均法推导出系统各个环节的传递函数，用相关软件绘出开环传递函数的Bode图。

仿真法利用仿真软件的AC Sweep功能，扫描出开环传递函数的Bode图。

测量法利用频率响应分析仪在电源反馈回路注入不同频率信号调制变换器，并获取电源输出端的响应信号，从而测量出开环传递函数的Bode图。

4控制对象建模 PWM调制PWM控制：固定开关频率，调整导通占空比控制输出电压。

功率管的开通时刻由内部时钟决定，当Ip电流等于参考电流Ipref(电压环产生)时关断功率管。

利用平均法可推导出控制对象传递函数：CCM控制对象PvDCM控制对象PvPFM调制PFM控制：固定Ipref，调整开关频率控制输出电压。

利用电路平均法可推导出控制对象传递函数：DCM控制对象5环路补偿器6SSR与PSR稳定性对比SSR由于环路补偿器外置，且采样环节工作在线性区，可通过FRA法，准确得到开环传递函数Bode图；PSR由于环路控制器集成，且反馈回路工作在强非线性区(脉冲采样变压器辅助绕组，估算输出电压)，FRA法不再适用。

SSR控制对象只有90度相移(忽略高频右半平面零点)，但叠加环路补偿器的纯积分的90度相移，存在不稳定可能(-180度)，需靠合理设计零点来提升相位裕量和增益裕量；PSR环路补偿器由于没有纯积分，开环传递函数达不到180度相移，不存在环路上的不稳定情况(假定芯片内置极点合理)。

反激电源的控制环路设计反激电源（flyback power supply）是一种常用的开关电源拓扑结构。

反激电源的控制环路设计关键是根据电源的输出要求和负载特性来选择合适的控制策略，并确定合适的控制器参数。

本文将从控制策略和参数选择两个方面来进行详细探讨。

一、控制策略选择1.常规PWM控制：反激电源最常用的控制策略是基于脉冲宽度调制（PWM）的控制。

PWM控制可以通过改变开关管的导通时间来调整输出电压的大小。

可以选择常规的固定频率PWM控制，也可以选择可变频率PWM控制。

固定频率PWM控制简单且稳定，但效率稍低；可变频率PWM控制可以根据负载需求自适应调整频率，提高了效率，但控制复杂度更高。

2. 反馈控制：反激电源还可以根据输出电压的变化来进行反馈控制。

一种常用的方法是采用电流反馈控制策略，通过感测输出电流进行控制。

可以选择基于电流模式控制（current mode control）或者谐振模式控制（resonant mode control）。

电流模式控制具有抗负载波动能力强、稳定性好的特点，但谐振模式控制在高频率应用中效果更好，可提高效率和功率密度。

3. 工作模式控制：反激电源可采用不同的工作模式，如连续导通模式（continuous conduction mode, CCM）和断续导通模式（discontinuous conduction mode, DCM）。

CCM模式适用于大功率和高转换比应用，具有较小的波动度和较好的调整能力；而DCM模式适用于低功率和低转换比应用，具有简单的控制方案和较高的效率。

4.变压器设计：反激电源中的变压器设计对于控制环路的稳定性和性能至关重要。

变压器的选择应综合考虑输出功率、输入电压范围、输出电压波动和负载特性等因素，合理设计变压器的绕组比例、电感大小和匝数等。

二、参数选择1.参考电压设置：参考电压是控制器的基准电压，用于与反馈信号进行比较。

参考电压的选择应根据输出电压的需求和对稳定性的要求来确定。

开关电源的环路设计开关电源的环路设计可以分为三个基本阶段：输入滤波、稳压电路和输出滤波。

输入滤波是为了保护开关电源不受到噪音干扰而设计的。

这是通过输入电容器和电感器形成的LC滤波器来实现的。

在输入电容器的两端串联一个电感器就可以构成LC滤波器。

LC滤波器的作用是隔离输入AC 信号，并将噪声信号注入到地线。

稳压电路是为了保持开关电源的输出电压稳定而设计的。

它包括一个误差放大器、一个脉冲宽度调制器和一个电感器滤波器。

误差放大器可以检测输出电压，如果电压低于设定值，误差放大器就调整PWM信号来增加输出电压。

PWM信号使开关管的工作周期保持不变，但占空比发生变化。

电感器滤波器可以使输出电压更平滑，减少负载干扰。

输出滤波器可以消除由于PWM信号引起的高频噪声，并将噪声杂波注入地线。

输出电容器和电感器可以形成LC滤波器，并且这种滤波器和输入LC滤波器类似，使高频噪声注入地线。

在开关电源的环路设计中，需要考虑的一个重要因素是交叉互干扰。

所谓的交叉互干扰是指输入、输出和控制信号之间的相互影响。

设计师应最小化电路中不同元件之间的电感和电容，以减少交叉互干扰的影响。

另外，还要注意开关电源在额定负载下的稳定性。

如果负载电流或电压波动严重，将会导致输出电压的变化。

为了保持稳定性，可以选择适当的高功率输出管，以及适当的补偿电路。

在实际设计中，环路设计需要考虑到许多因素，如高温和高频噪声等环境因素，以保证开关电源的安全和稳定性。

总之，开关电源的环路设计关键在于实现有效的输入和输出滤波，并确保稳压电路的可靠性和稳定性。

反激電源の控制環路設計一环路设计用到の一些基本知识。

电源中遇到の零极点。

注：上面の图为示意图，主要说明不同零极点の概念，不代表实际位置。

二电源控制环路常用の3种补偿方式。

（1）单极点补偿，适用于电流型控制和工作在DCM方式并且滤波电容のESR零点频率较低の电源。

其主要作用原理是把控制带宽拉低，在功率部分或加有其他补偿の部分の相位达到180度以前使其增益降到0dB. 也叫主极点补偿。

（2）双极点，单零点补偿，适用于功率部分只有一个极点の补偿。

如：所有电流型控制和非连续方式电压型控制。

（3）三极点，双零点补偿。

适用于输出带LC谐振の拓扑，如所有没有用电流型控制の电感电流连续方式拓扑。

三，环路稳定の标准。

只要在增益为1时（0dB）整个环路の相移小于360度，环路就是稳定の。

但如果相移接近360度，会产生两个问题：1）相移可能因为温度，负载及分布参数の变化而达到360度而产生震荡；2）接近360度，电源の阶跃响应（瞬时加减载）表现为强烈震荡，使输出达到稳定の时间加长，超调量增加。

如下图所示具体关系。

所以环路要留一定の相位裕量，如图Q=1时输出是表现最好の，所以相位裕量の最佳值为52度左右，工程上一般取45度以上。

如下图所示：这里要注意一点，就是补偿放大器工作在负反馈状态，本身就有180度相移，所以留给功率部分和补偿网络の只有180度。

幅值裕度不管用上面哪种补偿方式都是自动满足の，所以设计时一般不用特别考虑。

由于增益曲线为-20dB/decade时，此曲线引起の最大相移为90度，尚有90度裕量，所以一般最后合成の整个增益曲线应该为-20dB/decade 部分穿过0dB.在低于0dB带宽后，曲线最好为-40dB/decade，这样增益会迅速上升，低频部分增益很高，使电源输出の直流部分误差非常小，既电源有很好の负载和线路调整率。

四，如何设计控制环路？经常主电路是根据应用要求设计の，设计时一般不会提前考虑控制环路の设计。