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開關(guān)電源控制拓?fù)?-電壓模式控制
來源：東莞市成良智能科技 發(fā)布時間：2019-07-19 點擊量：1344
幾乎所有的電源均是專為提供一個穩(wěn)定的輸出電壓或電流而設(shè)計的。提供這種輸出調(diào)節(jié)功能需要一個閉環(huán)系統(tǒng)和即將被調(diào)節(jié)的輸出電壓或電流的反饋。本文就來說說開關(guān)電源控制拓?fù)渲妷耗Ｊ降目刂瓢伞?/span>
開關(guān)電源的脈寬調(diào)制（PWM）控制被歸為兩種基本類型：電壓模式和電流模式。為簡單起見，本文只討論采用輸入電壓前饋的電壓模式控制。有關(guān)電壓模式與電流模式更為詳細(xì)的比較。
當(dāng)采用電壓模式控制來調(diào)節(jié)輸出電壓時，它通過一個連接至其反饋（FB）輸入的阻性分壓器來檢測輸出電壓的縮小版。具有高增益的誤差放大器隨后將該FB信號與一個高準(zhǔn)確度內(nèi)部基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。圍繞誤差放大器的環(huán)路補償電路負(fù)責(zé)保持系統(tǒng)的穩(wěn)定。
開關(guān)電源的電壓模式控制擁有諸多的優(yōu)勢。通過僅調(diào)節(jié)輸出電壓和其他良好受控的內(nèi)部信號（比如：時鐘和內(nèi)部基準(zhǔn)電壓），該拓?fù)渚邆浞浅姷目乖肼暷芰?。而且它還相當(dāng)?shù)睾唵蚊髁?。利用輸入電壓前饋保持了簡單性，以在不斷變?/span>的輸入電壓條件下維持恒定的環(huán)路增益。此外，開關(guān)電源輸入電壓前饋還可大幅改善針對線路電壓瞬變的響應(yīng)。最后，時鐘實現(xiàn)了開關(guān)頻率的控制，包括使電路同步至一個外部時鐘源的可能性。
開關(guān)電源的電壓模式控制的主要劣勢是必需的環(huán)路補償及對應(yīng)的環(huán)路帶寬限制。就其本質(zhì)而言，電壓模式控制在功率級中引入了一個雙極點，該雙極點位于輸出濾波器的轉(zhuǎn)折頻率，因而需要在誤差放大器的周圍布設(shè)兩個正確定位的零點。由于該雙極點的頻率通常很低，因而環(huán)路帶寬被限制在較低的水平。一般情況下，其被限制為不超過開關(guān)頻率的1/10.這對電源的瞬態(tài)響應(yīng)產(chǎn)生了顯著的負(fù)面影響。因此，開關(guān)電源設(shè)計人員必須通過增加輸出電容來獲得更好的瞬態(tài)結(jié)果，從而導(dǎo)致系統(tǒng)成本升高。
考慮到以上的利弊權(quán)衡，開關(guān)電源電壓模式控制仍然是頗具價值的，尤其在那些對噪聲敏感的應(yīng)用中。電壓模式控制的高噪聲耐受性及其可同步至一個系統(tǒng)時鐘的能力使其很適合于對噪聲最為敏感的應(yīng)用。
開關(guān)電源的脈寬調(diào)制（PWM）控制被歸為兩種基本類型：電壓模式和電流模式。為簡單起見，本文只討論采用輸入電壓前饋的電壓模式控制。有關(guān)電壓模式與電流模式更為詳細(xì)的比較。
當(dāng)采用電壓模式控制來調(diào)節(jié)輸出電壓時，它通過一個連接至其反饋（FB）輸入的阻性分壓器來檢測輸出電壓的縮小版。具有高增益的誤差放大器隨后將該FB信號與一個高準(zhǔn)確度內(nèi)部基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。圍繞誤差放大器的環(huán)路補償電路負(fù)責(zé)保持系統(tǒng)的穩(wěn)定。
開關(guān)電源的電壓模式控制擁有諸多的優(yōu)勢。通過僅調(diào)節(jié)輸出電壓和其他良好受控的內(nèi)部信號（比如：時鐘和內(nèi)部基準(zhǔn)電壓），該拓?fù)渚邆浞浅姷目乖肼暷芰?。而且它還相當(dāng)?shù)睾唵蚊髁?。利用輸入電壓前饋保持了簡單性，以在不斷變?/span>的輸入電壓條件下維持恒定的環(huán)路增益。此外，開關(guān)電源輸入電壓前饋還可大幅改善針對線路電壓瞬變的響應(yīng)。最后，時鐘實現(xiàn)了開關(guān)頻率的控制，包括使電路同步至一個外部時鐘源的可能性。
開關(guān)電源的電壓模式控制的主要劣勢是必需的環(huán)路補償及對應(yīng)的環(huán)路帶寬限制。就其本質(zhì)而言，電壓模式控制在功率級中引入了一個雙極點，該雙極點位于輸出濾波器的轉(zhuǎn)折頻率，因而需要在誤差放大器的周圍布設(shè)兩個正確定位的零點。由于該雙極點的頻率通常很低，因而環(huán)路帶寬被限制在較低的水平。一般情況下，其被限制為不超過開關(guān)頻率的1/10.這對電源的瞬態(tài)響應(yīng)產(chǎn)生了顯著的負(fù)面影響。因此，開關(guān)電源設(shè)計人員必須通過增加輸出電容來獲得更好的瞬態(tài)結(jié)果，從而導(dǎo)致系統(tǒng)成本升高。
考慮到以上的利弊權(quán)衡，開關(guān)電源電壓模式控制仍然是頗具價值的，尤其在那些對噪聲敏感的應(yīng)用中。電壓模式控制的高噪聲耐受性及其可同步至一個系統(tǒng)時鐘的能力使其很適合于對噪聲最為敏感的應(yīng)用。
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