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研究与设计·开关电源

多路输出反激式开关电源的反馈环路设计

徐勇金辛海
(上海新时达电气有限公司，上海2O1802)

摘要：在分析反激式开关电源控制框图的基础上，得到了功率级电路的传递函数。为避免连续电流模式的
右半平面零点影响，设计了基于TL451和光耦TLP781的反馈补偿网络。应用Matla,b提供的伯德图分析工具，对
反馈网络传递函数进行分析，优化了补偿网络的电路参数。最后通过实验证明设计的反馈网络具有良好的
稳定性和动态响应特性。
关键词：反激式开关电源；反馈补偿；连续电流模式；右半平面零点；传递函数

FeedbackDesignofFlybackConvertersforMultipleOutputs

XUYong．JINXinhai
(ShanghaiSTEPElectricCo．，Ltd，Shanghai201802，China)

Abstract：Basedontheanalysisofthecontrolblockforflybackconverters，thetransferfunctionofthepower
stageiSobtained．ThefeedbackloopbasedontheTL431andTLP78liSdesignedinordertoavoidthee虢ctof
therighthalfplane(RHP)zero．Andtheoptimalcircuitparametersofthefeedbackloopareobtainedbyanalyzing
the仃ansferfunctionofthefeedbackloop．Inthisprocess．theBodetoolssuppliedinMatlabareused．Intheend．
thegoodstabilityandthedynamicresponsecharacteristicsofthefeedbacklooparedisplayedwithanexperiment．
Keywords：FlybackConverter；FeedbackCompensation；CCM；RHPzero：transferfunction

中图分类号：TM47文献标识码：B文章编号：0219．2713(2009)01．0023．05

0引言当反激式开关电源工作在连续电流模式时，在
最低输入电压和最重负载的工况下右半平面零点
开关电源的输出是直流输入电压、占空比和
的频率最低，并且当输入电压升高时，传递函数的
负载的函数。在开关电源设计中，反馈系统的设计
增益变化不明显。当由于输入电压增加或负载减
目标是无论输入电压、占空比和负载如何变化，输
小，开关电源从连续模式进入到不连续模式时，右
出电压总在特定的范围内，并具有良好的动态响应
半平面零点消失从而使得系统稳定。因此，在低输
性能“。
入电压和重输出负载的情况下，设计反馈环路补偿
电流模式的开关电源有连续电流模式(CCM)
使得整个系统的传递函数留有足够的相位裕量和
和不连续电流模式(DCM)两种工作模式。连续电
增益裕量，则开关电源无论在何种模式下都能稳定
流模式由于有右半平面零点的作用，反馈环在负载
工作。
电流增加时输出电压有下降趋势，经若干周期后最
终校正输出电压，可能造成系统不稳定。因此在设1反激式开关电源典型设计
计反馈环时要特别注意避开右半平面零点频率拉。
图l是为变频器设计的反激式开关电源的典型
收稿日期：2008-08-07电路，主要包括交流输入整流电路，反激式开关电

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第12卷第1期电濠彳吏术左阖Vo1．12NO．1
2009年1月Jan2009
POWERSUPPLYTECHNOLOGIESANDAPPLICATIONS

源功率级电路(有PWM控制器、MOS管、变压器2功率级电路的传递函数
及整流二极管组成)，RCD缓冲电路和反馈网络。
电流模式控制器控制框图包含两个反馈环，外
其中PWM控制芯片采用UC2844。UC2844是电流
部电压环反馈电压信息，内部电流环反馈电流信息
模式控制器，芯片内部具有可微调的振荡器(能进
(如图2所示)。电流环的输入是控制电压U。和电感
行精确的占空比控制)、温度补偿的参考基准、高
电流采样值的差值，电流环的输出是占空比D。
增益误差放大器、电流取样比较器。
当【，小于己，时，PWM调制器(Fm)输出高电平，功率
开关电源设计输入参数如下：三相380V工业
开关开通，当【，。大于U，PWM调制器输出低电平，
交流电经过整流作为开关电源的输入电压【，按
功率开关关断。通过具有固定频率时钟信号的RS
最低直流输入电压为250V进行设计；开关电
触发器，下一个周期自动置位。通过这种方式，电
源工作频率厂为60