環(huán)路學(xué)了這么多的總結(jié)，實(shí)際就是一句話，缺啥補(bǔ)啥，目的是根正苗紅的穩(wěn)定系統(tǒng)。

言歸正傳，在反饋環(huán)路設(shè)計(jì)中，首要任務(wù)是列出從“控制到輸出”的傳遞函數(shù)，并畫出相應(yīng)的幅頻特性、相頻特性曲線圖，然后選擇與“控制到輸出”傳遞函數(shù)相匹配的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，并推算出由“輸出到控制 ”反饋網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)中的零點(diǎn)、極點(diǎn)，最終確定反饋補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)中各元件的參數(shù)，以便獲得穩(wěn)定的帶寬適中的閉環(huán)控制系統(tǒng)，使DC-DC 、AC-DC變換器具有良好的抗干擾性能。

1、波特圖：

2、S平面的RLC表達(dá)，將電容和電阻，電感和數(shù)學(xué)表達(dá)聯(lián)系起來，利用S頻率平面來研究穩(wěn)定性，如下，低通濾波器的Au和相位

AU和相位

3、任意的兩端口時(shí)域可通過拉普拉斯變換為S平面的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，

函數(shù)可表達(dá)為傳遞函數(shù)為增益和零極點(diǎn)的乘積，K為不隨時(shí)間變化的常數(shù)

傳遞函數(shù)

4、其中輸出和輸入的物理含義為，零點(diǎn)為使得輸出為0的點(diǎn)，與之有關(guān)的時(shí)間系數(shù)；極點(diǎn)為輸出無窮大穩(wěn)定下來的點(diǎn)，稱為極點(diǎn)，一陰一陽(yáng)為之道；

零點(diǎn)的相位和增益漸近線

零極點(diǎn)相互作用，見0增1，見極減1，增益一個(gè)是發(fā)作，一個(gè)是收斂 更多技術(shù)資料@電路一點(diǎn)通

相位是圍繞的0點(diǎn)，按照前后10倍從0到90°，圍繞極點(diǎn)是從0到-90°，一個(gè)是超前，一個(gè)是滯后；

零極點(diǎn)作用

5、閉環(huán)控制GH

閉環(huán)分解 GH

從控制(即PWM比較器的同相輸入端)經(jīng)主功率級(jí)到輸出的傳遞函數(shù)Gs，特性由變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(是Buck還是Flyback或其他)、控制方式(電壓型還是電流型)、工作模式(CCM還是BCM、DCM)、輸出濾波電路形式(LC濾波還是電容濾波)等因素決定，與理想的環(huán)路頻率特性相差甚遠(yuǎn)，無法保證開關(guān)電源系統(tǒng)正常、穩(wěn)定工作，為此需要在輸出到控制輸入端之間增加額外的反饋補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)Hs，使AC-DC或DC-DC變換器環(huán)路傳遞函數(shù)的頻率特性曲線接近理想閉環(huán)控制系統(tǒng)的頻率特性曲線

6、理想GH補(bǔ)償曲線

理想曲線-1穿越，相位有保證

7、我們研究G，目的是知道其弱點(diǎn)，然后用HS來補(bǔ)償，HS類型有四種

a、HS 1型 RC積分環(huán)節(jié)

HS 1型

HS 1 增益和相位

Ⅰ型反饋補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)低頻增益大，但帶寬窄，即截止頻率偏低，雖然可使系統(tǒng)穩(wěn)定，然而卻犧牲了響應(yīng)速度，僅適合作為DCM模式下，由電流型PWM控制器控制的DC-DC變換器的反饋補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。

b、HS PI型，數(shù)字電源中常用

HS PI

HS Au 相位

可見，PI型反饋補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)低頻段增益大，中、高頻段增益不變，可作為沒有RHP零點(diǎn)，如DCM、BCM模式反激變換器的反饋補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，但高頻增益較大，不能很好地削弱高頻噪聲信號(hào)；更多技術(shù)資料@電路一點(diǎn)通

c、HS 弍型

HS 弍型

零極點(diǎn)，一個(gè)零點(diǎn)，一個(gè)極點(diǎn)，將穿越頻率提升，低頻增益大

Ⅱ型反饋補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)適合作為由“控制到輸出”傳遞函數(shù)中只有一個(gè)極點(diǎn)的變換器的反饋補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，如所有電流型控制以及DCM模式下的電壓型控制。

d1、 HS 三型OPA組成

HS 三型

HS 三型 AU和相位

d2 HS 2型gm跨導(dǎo)

Gm 推導(dǎo)

2型gm跨導(dǎo)

d3 HS 3 型gm跨導(dǎo)

HS 3 型gm跨導(dǎo)

至少常用的1，PI，2型，3型 OPA；2型，3型Gm HS 5種常用，根據(jù)控制器設(shè)計(jì)和Gs的缺點(diǎn)進(jìn)行選擇，一般Gs 為VM電壓反饋 CCM為 3型，DCM為2型，CM電流控制性，一般CCM 2型或者1型，或者DCM1 型；

8、隔離型Gs，G的函數(shù)可以參考清華大學(xué)出版社 開關(guān)變換器建模、控制及其控制器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)，將開關(guān)管，二極管組成的三端口網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交直流的等效，將buck，boost，buck-boost非隔離和隔離的forward，flyback Gvd，GVg給出，這里直接給出答案

Gvg Gvd

隔離的統(tǒng)一Gs理想模型如下：

Gvg

9、光耦和OPA構(gòu)成HS 2型補(bǔ)償，（光耦CE的寄生電容忽略）

求解傳遞函數(shù)時(shí)，直流部分為0，交流小信號(hào)模型

隔離HS的Ve

隔離HS的完整表達(dá)

10、在光耦的CE之間并一個(gè)電容，構(gòu)成極點(diǎn)，所以可以簡(jiǎn)化為PI補(bǔ)償，推導(dǎo)為如下：

HS PI

總結(jié)：知道GS的優(yōu)缺點(diǎn)，利用HS來補(bǔ)償，使得理想模型為-1穿越，相位45°左右。更多技術(shù)資料@電路一點(diǎn)通

相位太小不穩(wěn)定，太大，容易超調(diào)較大；帶寬越大，越敏感，動(dòng)態(tài)相應(yīng)快；低頻增益大，越逼近基準(zhǔn)，輸入紋波抑制大；

HS要根據(jù)GS在不同模式，不同控制器OPA還是跨導(dǎo)Gm形式，不一樣的表達(dá)；

實(shí)際就是一個(gè)超前和滯后的非線性網(wǎng)絡(luò)；在時(shí)域不好研究，轉(zhuǎn)化為S頻域研究；

這是環(huán)路所有基礎(chǔ)知識(shí)，安排HS的零極點(diǎn)的位置不唯一。補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)也沒有唯一答案，當(dāng)然誰最好是辨證的，沒有對(duì)錯(cuò)，只有更好；這就是模擬的開關(guān)閉環(huán)環(huán)路控制。你學(xué)會(huì)了沒……以上圖形，感謝網(wǎng)絡(luò)讓我們?cè)谝黄稹?/p>

本文來源頭條號(hào)電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)