反激电源设计：SSR与PSR架构解析与稳定性研究

"本文主要探讨了反激开关电源架构中的两种常见设计——SSR（Secondary Side Regulation）和PSR（Primary Side Regulation），并分析了它们的优缺点以及稳定性设计的关键点。文章还涉及了频域分析在开关电源设计中的重要性，通过工程应用、理论建模和软件仿真来解析反激电源的频域行为。此外，文章讨论了闭环系统稳定条件，提供了稳定性判断方法，并介绍了PWM和PFM调制模式下控制对象的建模。" 反激开关电源架构主要分为SSR和PSR两种。SSR直接在副边取样输出电压，实现无静差控制，其优点是对变压器工艺要求较低，但环路稳定可能受补偿器设置影响。而PSR则在原边采样，通过供电绕组估算输出电压，可能存在静态误差，对变压器工艺要求较高，需要额外的电路来抑制振荡和优化断路速度。PSR的环路补偿器集成在芯片内部，稳定性受采样环节影响。 在设计过程中，确保闭环系统的稳定性至关重要。系统稳定的条件是开环传递函数的相位裕量和增益裕量满足一定的要求。工程师可以通过建模法、仿真法或测量法来判断系统的稳定性，例如使用状态空间平均法或电路平均法推导传递函数，利用仿真软件进行分析，或者通过频率响应分析仪测量实际系统的行为。 控制策略方面，PWM调制通过固定开关频率和调整占空比来控制输出电压，而PFM调制则保持恒定的参考电流，改变开关频率以调节输出电压。这两种调制方式各有特点，适应不同的应用场景，可以通过平均法推导出相应的控制对象传递函数。 在SSR和PSR的稳定性对比中，SSR的环路补偿器外置，易于调试和优化，而PSR的环路更复杂，反馈回路在非线性区域工作，可能导致稳定性分析的挑战。因此，设计时需特别注意PSR的反馈控制和环路设计。 反激开关电源设计涉及众多因素，包括架构选择、频域分析、稳定性判断和控制策略等。理解这些核心概念有助于电源工程师有效地解决设计难题，提高电源系统的性能和可靠性。