反激式开关电源环路设计与补偿策略

"本文主要探讨了基于L6561的高功率因数（PF）临界模式下单端反激式开关电源的控制环路设计。文章详细分析了反馈环路的稳定标准、电流模式控制以及常用的环路补偿方法，并针对反激变换器的独特特点进行环路补偿设计。" 在开关电源领域，单端反激式设计因其能提供低压输出并实现电气隔离，从而确保安全性，在中小功率应用中占据重要地位。L6561是一种常用于这种类型电源的控制器，特别在临界模式下，可以实现高PF性能，有助于提高能源效率。 反馈环路是开关电源稳定运行的核心，它通过PC817A光耦和TL431组成的回路来实现负反馈，确保在不同负载条件下输出电流的稳定性。在电流控制模式下，特别是峰值电流模式，环路设计至关重要。环路稳定性的标准在于增益为1时，系统相移不应超过360度，以避免振荡和响应时间延长。为了保证稳定性，通常会设定一个相位裕量，一般选取45度左右。 常用的电流型环路补偿方法包括图1（a）所示的方案，其补偿网络由SC1、R1和R2构成，适合电流型控制和非连续电流模式。另一种如图1（b）所示，通过R3、R2、C1和R1的组合，可以调整增益曲线和相位，以优化系统的动态响应。 对于反激变换器，其环路设计有其独特之处。小信号模型传递函数揭示了反激拓扑中的一些关键特性，如储能电感在反向传输能量时的影响。在进行环路补偿设计时，必须考虑这些因素，以确保在各种工作条件下都能保持环路的稳定性。 文中采用图1（a）的补偿方案，其初始极点可降低控制带宽，零点则有助于相位裕量的提升。这样的设计能够使系统在特定频率下有良好的相位响应，从而增强整体的动态性能。 高PF反激临界模式开关电源的环路设计是通过精确的补偿网络配置和合理的相位裕量设定，确保在变化的工作环境和负载条件下，电源能保持稳定、高效的工作状态。这一设计过程涉及深入的理论分析和实践验证，对于优化开关电源性能至关重要。