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开关电源实验报告一开关电源原理如下图30W开关电源电路图所示，市电先经过由电容CX1和滤波电感LF1A组成的滤波电路后，再经过型号为KBP210的整流桥BD1和C1组成的整流电路，输出直流电。
直流电又经过由UC3842和2N60等元器件组成的高频逆变电路后，变成高频的交流电，经高频变压器输出为低电压的高频交流电。
高频交流经肖基特二极管SR1060后变为脉动的直流电，最后经滤波电容和滤波电感变为我们想要的直流电输出。
MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。
（2）输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。
（3）整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。
1.2功率变换电路（1）MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。
也称为表面场效应器件。
由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。
（2）常见的原理图：（3）工作原理R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。
在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。
UC3842开关电源各功能电路详解一、开关电源的电路组成开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路组成方框图如下：二、输入电路的原理及常见电路1、AC 输入整流滤波电路原理：①防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3 会烧毁保护后级电路。
②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。
③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。
2、DC 输入滤波电路原理：①输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
C3、C4 为安规电容，L2、L3为差模电感。
② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。
在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。
提高开关电源功率的方法说实话提高开关电源功率这事，我一开始也是瞎摸索。
我试过好几种方法呢。
最开始我觉得是不是换个功率大一点的功率管就能行，结果发现这只是其中一个因素。
就好比你做饭，觉得锅大一点就能煮更多的饭，但其实还得看火候和食材的量一样。
换了功率管之后，功率是有一点提升，但是没有达到我想要的效果。
后来我又寻思着改一下变压器。
这可折腾死我了。
要知道变压器的参数对功率影响很大。
我尝试增加变压器的匝数，可能是我计算出了点小问题吧，不仅功率没提上去，还差点把电源搞坏了，就像你想给汽车加速，结果加错了油，发动机还出故障了呢。
不过经过仔细重新计算和调整匝数、线径这些参数后，终于在这个方面取得了一点进步。
还有电容也很重要。
我之前没有重视电容的作用，就随便用了一些普通电容。
后来我了解到在开关电源里，合适的输入输出电容可以稳定电压，从而有助于提高功率。
我换上了大容量、低ESR（等效串联电阻）的电容后，效果很明显。
这就像给一个一直磕磕绊绊跑步的人穿上了一双合适的跑鞋，一下就顺畅多了。
另外不确定这对所有的开关电源都适用啊，但我感觉优化反馈环路似乎也有点帮助。
之前我的反馈环路有点不稳定，功率一直上不去。
调整了反馈电路的电阻和电容的值后，让环路能更快速准确地调整输出，感觉功率似乎有了一定的提升。
我还试过增加散热措施，虽然这不是直接提高功率的办法。
因为功率高了发热就大，如果散热不好，电源就会因为过热而降低输出功率或者出故障。
我给电源加了个大的散热片，就像给一个不断出汗的人吹风扇一样，能让电源稳定地工作在较高功率下。
这一点大家可别忽视了啊。
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。
最详细的开关电源反馈回路设计开关电源反馈回路设计是个挺有意思的话题。
听起来高深，其实很多细节值得我们好好琢磨。
今天我们就从几个方面聊聊，深入浅出，轻松搞定这些概念。
一、反馈回路的基本概念1.1 什么是反馈回路首先，反馈回路就是把输出信号的一部分送回输入。
这么做的目的是调节输出，使其稳定。
想象一下，开关电源就像一个小孩，时不时需要父母的指导。
没有这些反馈，小孩可能就会偏离轨道，输出的电压也可能出现大起大落。
1.2 反馈类型反馈可以分为两种：正反馈和负反馈。
正反馈就像是推波助澜，鼓励小孩继续做某件事情。
而负反馈则是提醒小孩停下来，纠正错误。
大部分情况下，我们更喜欢负反馈，因为它能帮助系统保持稳定。
通过负反馈，输出电压的波动会被抑制，电源的性能也会更可靠。
二、开关电源的基本结构2.1 开关管的作用开关电源的核心是开关管。
它负责控制电流的开关，调节输出电压。
可以把它想象成一个开关，时而打开，时而关闭。
这个过程中，它的工作频率决定了电源的效率。
频率高了，能量损失就小，输出稳定；频率低了，损失就增加，系统也会变得不稳定。
2.2 变压器的功能变压器在这里也占据重要位置。
它的作用是将输入的高压电压转换为适合的低压电压。
变压器就像是一个聪明的调酒师，能将各种成分混合，调配出最合适的“鸡尾酒”。
这里的鸡尾酒就是我们所需的电压。
2.3 整流与滤波整流和滤波是最后一步，确保我们得到的是平滑的直流电。
整流就像是把粗糙的石头打磨成光滑的宝石。
滤波则是去除电流中的杂音，确保输出的电流干净。
这个过程至关重要，稍有不慎，电源的稳定性就会受到影响。
三、反馈回路设计的要点3.1 控制环路设计设计反馈回路时，控制环路的选择非常关键。
控制环路决定了系统的响应速度和稳定性。
要确保环路的增益合适。
增益太高，系统可能会出现震荡；增益太低，系统反应迟缓。
这里的平衡就像走钢丝，得小心翼翼。
3.2 选择合适的传感器在设计反馈回路时，传感器的选择也不能忽视。
开关电源原理一、开关电源的电路组成：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM 控制器电路、输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路组成方框图如下：二、输入电路的原理及常见电路：1、AC输入整流滤波电路原理：① 防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。
②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。
③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。
2、 DC输入滤波电路原理：① 输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。
② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。
在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。
开关电源电流控制模式工作原理1. 电流控制模式简介开关电源的电流控制模式是一种常见的控制方法，主要用于稳定和调节电源的输出电流。
通过检测电源的输出电流并对其进行相应的调节，可以确保输出电流保持在一个预设的范围内。
这种控制模式在各种电子设备和系统中得到了广泛应用，如计算机、通信设备、医疗设备等。
2. 反馈环路组成电流控制模式的开关电源通常包含一个反馈环路，用于将输出电流与预设值进行比较，并根据比较结果进行调节。
反馈环路主要由电流检测器、误差放大器、调节器、PWM比较器和开关管等元件组成。
3. 误差放大器误差放大器是反馈环路中的一个关键元件，用于放大输出电流与预设值之间的误差。
误差放大器的输出与输入成比例关系，当输出电流偏离预设值时，误差放大器的输出会相应地增加或减小，以驱动调节器进行相应的调节。
4. 调节器调节器是反馈环路中的另一个重要元件，它通常采用PID（比例-积分-微分）控制器或类似的控制器。
调节器接收误差放大器的输出信号，并根据预设的控制参数（如比例系数、积分系数和微分系数）计算出一个控制信号。
该控制信号用于调节PWM比较器的输出，从而控制开关管的通断时间。
5. PWM比较器PWM比较器是开关电源中的另一个关键元件，它根据调节器输出的控制信号和振荡器输出的三角波信号进行比较，产生一个脉宽调制信号。
该信号的脉冲宽度与控制信号的大小成比例关系，从而控制开关管的通断时间，进而调节输出电流的大小。
6. 开关管控制开关管是开关电源中的主要执行元件，用于控制电源的通断。
在电流控制模式下，开关管的通断时间由PWM比较器输出的脉宽调制信号控制。
当脉宽调制信号为高电平时，开关管导通，电能输出到负载；当脉宽调制信号为低电平时，开关管关断，停止电能输出。
通过调节脉宽调制信号的占空比（即高电平时间占一个周期的比例），可以调节输出电流的大小。
7. 输出电压调整在某些情况下，开关电源需要具备输出电压调整功能。
通过在反馈环路中引入输出电压检测和相应的调节机制，可以实现对输出电压的稳定和调节。
开关电源的⼩信号建模详解详解：开关电源的⼩信号建模开关电源的反馈环路设计是开关电源设计的⼀个⾮常重要的部分，它关系到⼀个电源性能的好坏。
要设计⼀个好的环路，必须要知道主回路的数学模型，然后根据主回路的数学模型，设计反馈补偿环路。
本⽂想重点介绍下主回路的数学建模⽅法。
⾸先来介绍下⼩信号的分析法。
开关电源是⼀个⾮线性系统，但可以对其静态⼯作点附近进⾏局部线性化。
这种⽅法称为⼩信号分析法。
以⼀个CCM模式的BOOST电路为例，其增益为：其增益曲线为：其中M和D之间的关系是⾮线性的。
但在其静态⼯作点M附近很⼩的⼀个区域范围内，占空⽐的很⼩的扰动和增益变化量之间的关系是线性的。
因此在这个很⼩的区域范围内，我们可以⽤线性分析的⽅法来对系统进⾏分析。
这就是⼩信号分析的基本思路。
因此要对⼀个电源进⾏⼩信号建模，其步骤也很简单，第⼀步就是求出其静态⼯作点，第⼆步就是叠加扰动，第三步就是分离扰动，进⾏线性化，第四步就是拉⽒变换，得到其频域特性⽅程，也就是我们说的传递函数。
要对⼀个变换器进⾏⼩信号建模，必须满⾜三个条件。
⾸先要保证得到的⼯作点是“静”态的。
因此有两个假设条件：1，⼀个开关周期内，不含有低频扰动。
因此叠加的交流扰动⼩信号的频率应该远远⼩于开关频率。
这个假设称为低频假设2，电路中的状态变量不含有⾼频开关纹波分量。
也就是系统的转折频率要远远⼩于开关频率。
这个假设称为⼩纹波假设。
其次为了保证这个扰动是在静态⼯作点附近，因此有第三个假设条件：3，交流⼩信号的幅值必须远远⼩于直流分量的幅值。
这个称为⼩信号假设。
对于PWM模式下的开关电源，通常都能满⾜以上三个假设条件，因此可以使⽤⼩信号分析法进⾏建模。
对于谐振变换器来说，由于谐振变换器含有⼀个谐振槽路。
在⼀个开关时区或多个开关时区内，谐振槽路中各电量为正弦量，或者其有效成分是正弦量。
正弦量的幅值是在⼤范围变化的，因此在研究PWM型变换器所使⽤的“⼩纹波假设”在谐振槽路的⼩信号建模中不再适⽤。
开关电源组成各部分详解On February 12, 2022, investing in oneself is the best way.开关电源组成各部分详解一、开关电源的电路组成开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器EMI、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成;辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等;开关电源的电路组成方框图如下：二、输入电路的原理及常见电路1、AC 输入整流滤波电路原理：① 防雷电路：当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1 组成的电路进行保护;当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3 会烧毁保护后级电路;② 输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰;当电源开启瞬间,要对 C5充电,由于瞬间电流大,加RT1热敏电阻就能有效的防止浪涌电流;因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小RT1是负温系数元件,这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作;③ 整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压;若C5容量变小,输出的交流纹波将增大;2、 DC 输入滤波电路原理：① 输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰;C3、C4 为安规电容,L2、L3为差模电感;② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路;在起机的瞬间,由于 C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路;当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通;如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使 Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路;三、功率变换电路1、 MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFETMOS管,是利用半导体表面的电声效应进行工作的;也称为表面场效应器件;由于它的栅极处于不导电状态,所以输入电阻可以大大提高,最高可达105欧姆,MOS管是利用栅源电压的大小,来改变半导体表面感生电荷的多少,从而控制漏极电流的大小;2、常见的原理图：3、工作原理：R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器,和开关MOS管并接,使开关管电压应力减少,EMI减少,不发生二次击穿;在开关管Q1关断时,变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流,这些元件组合一起,能很好地吸收尖峰电压和电流;从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制,因此是当前工作周波的电流限制;当R5上的电压达到1V时,UC3842停止工作,开关管Q1立即关断 ; R1和Q1中的结电容CGS、CGD一起组成RC网络,电容的充放电直接影响着开关管的开关速度;R1过小,易引起振荡,电磁干扰也会很大；R1过大,会降低开关管的开关速度;Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下,从而保护了MOS管; Q1的栅极受控电压为锯形波,当其占空比越大时,Q1导通时间越长,变压器所储存的能量也就越多；当Q1截止时,变压器通过D1、D2、R5、R4、C3释放能量,同时也达到了磁场复位的目的,为变压器的下一次存储、传递能量做好了准备;IC根据输出电压和电流时刻调整着⑥脚锯形波占空比的大小,从而稳定了整机的输出电流和电压; C4和R6为尖峰电压吸收回路;4、推挽式功率变换电路：Q1和Q2将轮流导通;5、有驱动变压器的功率变换电路：T2为驱动变压器,T1为开关变压器,TR1为电流环;四、输出整流滤波电路：1、正激式整流电路：T1为开关变压器,其初极和次极的相位同相;D1为整流二极管,D2为续流二极管,R1、C1、R2、C2为削尖峰电路;L1为续流电感,C4、L2、C5组成π型滤波器;2、反激式整流电路：T1为开关变压器,其初极和次极的相位相反;D1为整流二极管,R1、C1为削尖峰电路;L1为续流电感,R2为假负载,C4、L2、C5组成π型滤波器;3、同步整流电路：工作原理：当变压器次级上端为正时,电流经 C2、R5、R6、R7使Q2导通,电路构成回路,Q2 为整流管;Q1栅极由于处于反偏而截止;当变压器次级下端为正时,电流经C3、R4、R2使 Q1导通,Q1为续流管;Q2栅极由于处于反偏而截止;L2为续流电感,C6、L1、C7组成π 型滤波器;R1、C1、R9、C4为削尖峰电路;五、稳压环路原理1、反馈电路原理图：2、工作原理：当输出 U0升高,经取样电阻R7、R8、R10、VR1分压后,U1③脚电压升高,当其超过U1②脚基准电压后 U1①脚输出高电平,使Q1导通,光耦OT1发光二极管发光,光电三极管导通,UC3842①脚电位相应变低,从而改变U1⑥脚输出占空比减小,U0降低; 当输出 U0降低时,U1③脚电压降低,当其低过U1②脚基准电压后U1①脚输出低电平,Q1不导通,光耦OT1发光二极管不发光,光电三极管不导通,UC3842①脚电位升高,从而改变U1⑥脚输出占空比增大,U0降低;周而复始,从而使输出电压保持稳定;调节VR1可改变输出电压值;反馈环路是影响开关电源稳定性的重要电路;如反馈电阻电容错、漏、虚焊等,会产生自激振荡,故障现象为：波形异常,空、满载振荡,输出电压不稳定等;六、短路保护电路1、在输出端短路的情况下,PWM控制电路能够把输出电流限制在一个安全范围内,它可以用多种方法来实现限流电路,当功率限流在短路时不起作用时,只有另增设一部分电路;2、短路保护电路通常有两种,下图是小功率短路保护电路,其原理简述如下：当输出电路短路,输出电压消失,光耦OT1不导通,UC3842①脚电压上升至5V左右,R1与R2的分压超过TL431基准,使之导通,UC3842⑦脚VCC电位被拉低,IC停止工作;UC3842停止工作后①脚电位消失,TL431不导通UC3842⑦脚电位上升,UC3842重新启动,周而复始;当短路现象消失后,电路可以自动恢复成正常工作状态;3、下图是中功率短路保护电路,其原理简述如下：当输出短路,UC3842①脚电压上升,U1 ③脚电位高于②脚时,比较器翻转①脚输出高电位,给 C1充电,当C1两端电压超过⑤脚基准电压时 U1⑦脚输出低电位,UC3842①脚低于1V,UCC3842 停止工作,输出电压为0V,周而复始,当短路消失后电路正常工作;R2、C1是充放电时间常数, 阻值不对时短路保护不起作用;4、下图是常见的限流、短路保护电路;其工作原理简述如下：当输出电路短路或过流,变压器原边电流增大,R3 两端电压降增大,③脚电压升高,UC3842⑥脚输出占空比逐渐增大,③脚电压超过1V时,UC3842关闭无输出;5、下图是用电流互感器取样电流的保护电路,有着功耗小,但成本高和电路较为复杂,其工作原理简述如下：输出电路短路或电流过大,TR1次级线圈感应的电压就越高,当UC3842③脚超过1伏,UC3842 停止工作,周而复始,当短路或过载消失,电路自行恢复;七、输出端限流保护上图是常见的输出端限流保护电路,其工作原理简述如上图：当输出电流过大时,RS 锰铜丝两端电压上升,U1③脚电压高于②脚基准电压,U1①脚输出高电压,Q1导通,光耦发生光电效应,UC3842①脚电压降低,输出电压降低,从而达到输出过载限流的目的;八、输出过压保护电路的原理输出过压保护电路的作用是：当输出电压超过设计值时,把输出电压限定在一安全值的范围内;当开关电源内部稳压环路出现故障或者由于用户操作不当引起输出过压现象时,过压保护电路进行保护以防止损坏后级用电设备;应用最为普遍的过压保护电路有如下几种：1、可控硅触发保护电路：如上图,当Uo1输出升高,稳压管Z3击穿导通,可控硅SCR1的控制端得到触发电压,因此可控硅导通;Uo2电压对地短路,过流保护电路或短路保护电路就会工作,停止整个电源电路的工作;当输出过压现象排除,可控硅的控制端触发电压通过R对地泄放,可控硅恢复断开状态;2、光电耦合保护电路：如上图,当Uo有过压现象时,稳压管击穿导通,经光耦OT2R6到地产生电流流过,光电耦合器的发光二极管发光,从而使光电耦合器的光敏三极管导通;Q1基极得电导通, 3842的③脚电降低,使IC关闭,停止整个电源的工作,Uo为零,周而复始,;3、输出限压保护电路：输出限压保护电路如下图,当输出电压升高,稳压管导通光耦导通,Q1基极有驱动电压而道通,UC3842③电压升高,输出降低,稳压管不导通,UC3842③电压降低,输出电压升高;周而复始,输出电压将稳定在一范围内取决于稳压管的稳压值;4、输出过压锁死电路：图A的工作原理是,当输出电压Uo升高,稳压管导通,光耦导通,Q2基极得电导通,由于Q2的导通Q1基极电压降低也导通,Vcc电压经R1、Q1、R2使Q2始终导通,UC3842③脚始终是高电平而停止工作;在图B中,UO升高U1③脚电压升高,①脚输出高电平,由于D1、R1的存在,U1①脚始终输出高电平Q1始终导通,UC3842①脚始终是低电平而停止工作;正反馈九、功率因数校正电路PFC1、原理示意图：2、工作原理：输入电压经L1、L2、L3等组成的EMI滤波器,BRG1整流一路送PFC电感,另一路经R1、R2分压后送入PFC控制器作为输入电压的取样,用以调整控制信号的占空比,即改变Q1的导通和关断时间,稳定PFC输出电压;L4是PFC电感,它在Q1导通时储存能量,在Q1关断时施放能量;D1是启动二极管;D2是PFC整流二极管,C6、C7滤波;PFC电压一路送后级电路,另一路经R3、R4分压后送入PFC控制器作为PFC输出电压的取样,用以调整控制信号的占空比,稳定PFC输出电压;十、输入过欠压保护1、原理图：2、工作原理：AC输入和DC输入的开关电源的输入过欠压保护原理大致相同;保护电路的取样电压均来自输入滤波后的电压; 取样电压分为两路,一路经R1、R2、R3、R4分压后输入比较器3脚,如取样电压高于2脚基准电压,比较器1脚输出高电平去控制主控制器使其关断,电源无输出;另一路经R7、R8、R9、R10分压后输入比较器6脚,如取样电压低于5脚基准电压,比较器7脚输出高电平去控制主控制器使其关断,电源无输出;。
稳定的反馈环路对开关电源来说是非常重要的，如果没有足够的相位裕度和幅值裕度，电源的动态性能就会很差或者出现输出振荡。
下面先介绍了控制环路分析里面必须用到的各种零，极点的幅频和相频特性；然后对最常用的反馈调整器TL431的零，极点特性进行分析；TOPSWITCH是市场上广泛应用的反激式电源的智能芯片，它的控制方式是比较复杂的电压型控制，为了方便一般使用者，内部集成了一部分补偿功能，所以很多工程师不清晰它的整个环路，最后运用上面的理论分析一个TOPSWITCH设计的电源，对它的环路的每一个部分进行了解剖，可以使工程师更好地应用TOPSWITCH及解决设计中遇到的环路问题。
波特图是分析开关电源控制环路的一个有力工具，它可以使复杂的幅频和相频响应的计算变成简单的加减法，特别是使用渐近线近似以后，只需要计算渐近线改变方向点的值。
增益按-20dB/10倍频程下降, 相位近似按-45°/10倍频程下降。
最大相移为-90°
增益按20dB/10倍频程上升,相位近似按45°/10倍频程上升，最大总相移为90°
右半平面零点是反激和BOOST电路里面特有的现象。
增益按20dB/10倍频程上升，相位近似按-45°/10倍频程下降，总相移为-90°,右半平面零点是几乎无法补偿的，做设计时尽量把其频率提升或降低带宽。
Q值是电路的品质因数，过了谐振点后，增益按－40dB/10倍频程下降, 相位依Q值的不同有不同的变化率，Q值越大，相位变化越剧烈，在谐振点相位是-90°, 最大总相移为-180°
Q值是电路的品质因数，R2是负载电阻，R1是电感的电阻，电容的ESR, 整流管内阻，和代表磁心损耗和漏感损耗的合成电阻。
大部分的AC/DC电源，由于损耗较高，一般Q值很难大于3. 当Q值较低时(Q<<0.5)，双极点响应会退化为两个单极点响应，如上图所示。
TL431用输出供电时的零，极点特性
TL431是开关电源次级反馈最常用的基准和误差放大器件，其供电方式不同对它的传递函数有很大的影响，而以前的分析资料常常忽略
这一点。
下面分析常见的供电和输出反馈接在一起时的传递函数。
从上面的公式可以看到，在输出直接给431供电的情况下，零点的位置在，即使没有R，只接一个C的情况下，零点还是存在，如果R1远大于R，零点的位置主要有反馈网络的上分压电阻决定。
为了抑制输出的开关纹波，有时在后面加一个LC滤波，如下面TOP245Y电源的L2,C8，其谐振频率一般大约为开关频率的1/10－1/20 左右，这个频率通常远大于反馈回路的带宽，其影响可以忽略.
下面我们将用上面的基础知识来分析一个典型的TOPSWITH电源的控制环路，这是一个宽范围输入，12V/2.5A输出的一个反激电源，原理图如下：
下面为反激电压方式的反馈环路图：
其开环传递函数为K=(Kmod * Kpwr * Klc *Kfb)*Kea=K1*Kea
Kpwr是功率部分，Klc是输出LC滤波部分，Kfb是反馈分压部分，Kea是反馈补偿部分和光耦部分，Kmod是调制器部分，在做补偿设计以前，先计算出除Kea外各自部分的频率特性，然后计算出K1= Kmod * Kpwr * Klc *Kfb的频率特性，根据实际情况确定出需要的设计目标Kea , 然后通过设计TL431的相应补偿来完成Kea的要求。
结合上面的原理图我们来计算在115VAC输入时各个部分的数值。
已知数值：Vin=135V, Vout=12V, C6,C7 ESR=50mΩ, 负载R=4.8Ω，η＝81％
由[2]可知：Np=58T, Ns=6T, Lp=827uH, Vor=120V,Vds=5.2V
Vor是次级反射到初级的电压，Lp为初级绕组电感，Ls为次级绕组电感，D为占空比。
功率部分和输出LC滤波部分小信号传递函数[3]
fz2是右半平面零点的频率，此频率随负载R，电感Ls,和占空比D而变化，在此设计中频率是48k,高压时频率更高，AC/DC反激的带宽通常只有几k,远小于此频率的1/4,不会对控制带宽设计产生影响。
Q值的确定，在开关电源里面要经过试验来确定。
由于次级绕组的损耗，漏感的损耗，电容ESR的损耗及整流管内阻的损耗等，一般AC/DC 电源，Q值相当低，在此电源中约0.15 , 由于Q＝0.15<< 0.5, LC 振荡转变为两个双极点：
ωP1= Q*ωO=0.15*4920=738; fo1= ωP1 /(2π)=117Hz
ωP2= ωO/Q=4920/0.15=32800;fo2= ωP2/(2π)=5.22kHz
把上述各个值带入公式(1)得到
Kmod部分小信号传递函数
Kmod是PWM部分的传递函数，TOPSWITCH是个高度集成的功率芯片，除了传统的PWM比较器外，芯片还外接启动用的电容和电阻，其必然对环路有影响，另外内部集成了一个7K的极点。
Kmod，即TOPSWITCH部分的传递函数为：
DCreg是PWM部分的直流增益，由[4]查出典型值是230，ωTOPSWITCH是7K。
下面来确定ωz和ωp。
右图是C脚的等效图，C为外接启动电容，在原理图上是C3, R为外接电阻R5和电容C3内阻(2欧姆)之和，Zc为C脚动态内阻，由[4]查处为15欧姆，C4做抗干扰用，由于值很小，在几KHz的有效带宽内不足以对环路造成影响。
C脚总阻抗为:
除补偿部分外的小信号传递函数K1:
在此设计中，由于上分压电阻直接接到431基准端，所以Kfb=1
如果要设计补偿部分，可以先确定目标带宽，然后再设计补偿部分，使在目标带宽时的相位裕量大于45°,在用TOPSWITCH设计的反激电源中，目标带宽除受到一般反激电源的几个限制外（带宽要小于开关频率的1/2; 右半平面零点的1/4; 运放增益限制，输出电容类型的选择等），还受到内部7KHz极点的限制，一般不能太高，约1-2KHz, 对一般应用来说，已足够了。
本文是对一个实际电源的分析，所以略过这一步，如果需要了解这个过程，可以从结果反推出来运放的补偿部分。
TL431部分小信号传递函数:
由于TL431用输出供电，按第3部分所述，其传递函数为：
R6,R9大小决定了增益，由于R9由零点的位置而决定，所以整个增益的大小由调整R6来确定。
CTR为光耦PC817C的实测电流传输比。
补偿部分的波特图如下：
从图上看补偿部分只有一个极点和零点，它们和TOPSWITCH里面的7KHz极点共同组成了一个II型补偿网络。
7KHz极点用来抵消输出滤波电容零点，衰减噪音和开关纹波的干扰。
总开环响应:
整个环路的开环增益为K1和Kea的乘机，在波特图上是两部分的增益和相位的代数和。
整个环路的开环波特图：
实测波特图：
交越频率1.16KHz, 相位裕量66.5°, 两者基本温和。
总结
介绍了环路的一些基本概念和基本设计方法，分析了TL431在输出供电时的小信号特性，分析了一个具体的TOPSWITCH反激应用的控制环路，同样可以把这些方法来运用到其他拓扑的分析中，在次级用运算放大器做反馈控制时，如果光耦接在运放输出和电源输出之间，TL431的分析方法同样是使用的。
参考文献：
1）Erickson, Robert W. <Fundamentals of Power Electronics> , second version
2）PI Engineer Prototype Report: EPR34
3）TI Application Report: SLUA059A －Understanding Buck-Boost Power Stages in Switch Mode Power Supplies
4）PI datasheet: TOP242-250
5）L.H. Dixon, Closing the Feedback Loop
6）Dan Mitchell, Bob Mammano, Designing Stable Control Loops。
