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作为电子工程师，每天接触电源的设计工程师，发现不管是电源的老手，高手、新手，几乎对控制环路的设计一筹莫展，基本上靠实验。当然，靠实验是可以的，但出问题时往往无从下手，在这里我想以反激电源为例子(在所有拓扑中环路是最难的,由于RHZ的存在)英语在线转换，大概说一下电源的环路控制，具体怎么设计，然后是如何计算的，至少使大家在有问题的时候，能够从理论上分析出解决问题的思路。

先简单介绍下，环路设计中用到的一些基本知识。

电源中遇到的零极点

以上为示意图，主要说明不同零极点的概念，不代表实际位置

电源控制环路常用的3种补偿方式

单极点补偿

适用于电流型控制和工作在DCM方式并且滤波电容的ESR零点频率较低的电源.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的部分的相位达到180度以前使其增益降到0dB.也叫主极点补偿。

双极点、单零点补偿

适用于功率部分只有一个极点的补偿。如：所有电流型控制和非连续方式电压型控制。

三极点、双零点补偿

适用于输出带LC谐振的拓扑，如所有没有用电流型控制的电感电流连续方式拓扑。以上公式中假设C2

环路稳定的标准

只要在增益为1时(0dB)整个环路的相移小于360度，环路就是稳定的。

但如果相移接近360度,会产生两个问题：

相移可能因为温度，负载及分布参数的变化而达到360度而产生震荡；

接近360度，电源的阶跃响应(瞬时加减载)表现为强烈震荡，使输出达到稳定的时间加长英语在线转换，超调量增加。如下图所示具体关系：

所以环路要留一定的相位裕量，如图Q=1时输出是表现最好的，所以相位裕量的最佳值为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的只有180度。幅值裕度不管用上面哪种补偿方式都是自动满足的，所以设计时一般不用特别考虑。由于增益曲线为-20dB/时，此曲线引起的最大相移为90度，尚有90度裕量，所以一般最后合成的整个增益曲线应该为-20dB/部分穿过0dB。在低于0dB带宽后，曲线最好为-40dB/，这样增益会迅速上升，低频部分增益很高，使电源输出的直流部分误差非常小，既电源有很好的负载和线路调整率。

如何设计控制环路？

经常主电路是根据应用要求设计的，设计时一般不会提前考虑控制环路的设计。我们的前提就是假设主功率部分已经全部设计完成，然后来探讨环路设计。环路设计一般由下面几过程组成：

1）画出已知部分的频响曲线；

2）根据实际要求和各限制条件确定带宽频率,既增益曲线的0dB频率；

3）根据步骤2)确定的带宽频率决定补偿放大器的类型和各频率点。使带宽处的曲线斜率为20dB/，画出整个电路的频响曲线。

上述过程也可利用相关软件来设计，如，-4-5-6。

以下是一些解释：

已知部分的频响曲线是指除Kea(补偿放大器)外的所有部分的乘积，在波得图上是相加。

环路带宽当然希望越高越好，但受到几方面的限制：

a）香农采样定理决定了不可能大于1/2Fs;

b）右半平面零点(RHZ)的影响，RHZ随输入电压，负载，电感量大小而变化，几乎无法补偿，我们只有把带宽设计的远离它，一般取其1/4-1/5;

c）补偿放大器的带宽不是无穷大，当把环路带宽设的很高时会受到补偿放大器无法提供增益的限制，及电容零点受温度影响等。所以一般实际带宽取开关频率的1/6-1/10。

为帮助大家尽快掌握开关电源环路补偿设计、应用，熟悉自动控制理论的基础知识，如零点/极点概念、对系统的影响，伯德图、相位裕度、穿越频率等，到什么是环路补偿，补偿在电路中的位置及作用、如何设置，再结合经验设计，从功率等级、补偿类型模型电路，学会电源环路补偿整个完整的项目流程，全方位为帮助您解决各种电源环路设计上的难题。为此，小编精选了十本经典的开关电源（SMPS）环路补偿系列入门进阶书籍，供大家学习参考。

1.

中文译名：为线性和开关电源设计控制回路：教程指南。本书主要介绍了使用仿真设计开关电源，巴索的经典开关电源著作之一。作为应届生和经验丰富的工程师，提供了非常宝贵的模拟和实用设计的理论、案例指导。解释了如何推导目前最流行的电源转换器的创建方法，本书搭配了600多幅开关电源模型，在使用焊锡之前，可以利用本书提供的案例，在电脑端模拟使用开关电源。

2.-：

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3.开关电源仿真与实用设计

推荐的第2本书的中文译版，推荐大家阅读英文原版基础上，可以借鉴读一下中文版本，加深对电源书籍的理论实践部分的理解。本书特色是给出完整的开关电源变换器的理论、仿真设计方法，只给出必需的理论方程，同时通过大量的实例介绍来仿真分析。

4.

一本讲解没有繁琐代数的情况下，以更系统的方式计算网络的传递函数。书里有很多例程，所有的答案和技巧，教你如何使用和来双重检查。对于电子电路，电气工程师等专业人士学习很有趣，也很有用。

5.,,（电力电子转换器的应用和设计）

本书提供完整英文原版PDF+经典讲义+超详细全套课后答案

电力电子转换器应用与设计第2版，英文原版，著。本书介绍了功率范围内的转换器应用及相关设计，由新一代功率半导体器件构成的各种实用的、新兴的电力电子转换器。对二极管整流器、晶闸管转换器的扩展讨论，以及关于散热器的新章节，一步步介绍设计方法的磁性元件，数字技术和常用的仿真软件工具（如、和EMTP）等电路模拟仿真。

6.book-,,（2011）电力电子手册-器件、电路和应用

电力电子手册第3版旨在吸引新一代的工程专业人员，本书包含四个章节内容，涵盖了可再生能源、能源传输、能源储存，以及分布式和热电联产(DCG)技术的介绍，包括燃气轮机、发电机组、微型涡轮机、风力涡轮机、变速发电机、光伏发电和燃料电池。学习本书，能够为指定的电力电子设计项目提供技术设计领导，并引导设计从概念到生产，到涉及重大的范围和复杂性的实际应用。

7.DC-to-（DC-DC电源转换器）

电力电子领域涵盖了所有的工程和科学领域处理电能的转换。每个电力电子领域都有其自身的理论框架、基本原则、分析方法，以及工程学科。本书旨在提供对从事某一特定领域工作的学生、研究人员和工程师，对于电力电子-脉冲宽度调制（PWM）直流到直流电源转换的技能要求。

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