误差放大器的自激振荡及解决方法误差放大器的自激振荡及解决方法
开关电源控制IC内部的误差放大器是一种运算放大器,尽管大多数都进行了相位补偿,但由于外部元件等因素
影响也会产生自激振荡。以UC3875为例,分析了其内部误差放大器的自激振荡,并用外部补偿网络对其进行补
偿,使用一个零点对外部电路产生的极点进行抵消,从而抑制其自激振荡。
目前随着
1 误差放大器产生自激振荡的原理误差放大器产生自激振荡的原理
1.1 自激振荡产生的原因自激振荡产生的原因
加入负反馈后误差放大器的闭环增益G 的表达式为:
其中A 为开环增益,F 为反馈系数,AF 为环路增益。
由上式可知:当1+FA 趋近于0 时, |G| =∞。这说明即使无信号输入也会有波形输出,于是就产生了自激振荡。
放大器的增益和相位偏移会随频率而变化。当频率变高或变低时,输出信号和反馈信号会产生附加相移。如果附加相移达
到±180°,则此时反馈信号与输入信号同相,负反馈就变成正反馈。反馈信号加强,当反馈信号大于净输入信号时,即使去掉
输入信号也有信号输出,于是就产生了自激振荡。
即:
一个实际的运算放大器, 内部存在着许多天然极点,他们造成的附加相移会使输出的相位偏移超过-180°, 当使用负反馈
时会使放大器产生自激振荡。因此运算放大器大多都有补偿端口或为了使用方便直接在内部进行了补偿,这些经过内部补偿的
运算放大器一般会补偿到在增益0 dB 以上只有一个极点,单独使用时即使将其用作单位增益放大器也不会自激振荡。
1.2 负反馈放大电路稳定性的判定负反馈放大电路稳定性的判定
判断自激振荡的方法首先是看其是否满足相位条件,只有满足相位条件才有可能产生自激振荡。即如果当附加相移
φ=±180°时,环路增益|FA |≥1,那么电路就会产生自激振荡。
相反,如果当φ=±180°时,环路增益|FA| <1,那么电路就不会产生自激振荡。
2 UC3875 误差放大电路误差放大电路
2.1 UC3875 误差放大电路结构误差放大电路结构
UC3875 是TI 公司生产的一款移相全桥软开关控制器,广泛应用于ZVS 和ZCS 拓扑结构的大功率开关电源当中。它内部
包含一个误差放大器,该误差放大器输出端的输出电压与斜坡发生器的输出电压进行比较从而产生移相信号。它的AB 和CD
两组输出可以分别设定死区时间,非常适合应用于全桥谐振开关电源。本文中所用UC3875 的误差放大器部分电路接法如图1
所示。