【我是工程师】精确计算开关电源-环路是如何计算出来的？

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以最简单的反激电路为例，计算电源的环路。揭开电源设计中环路设计的面纱：原来环路计算是如此简单？

按照以下3部分讲述：

A、主电路的小信号传递函数（13贴）

    A1、功率滤波电路（13贴）

    A2、反激电路（15贴）

B、控制电路的小信号传递函数（17贴）

    B1、比例积分PI调节（17贴）

    B2、隔离光耦（20贴）

    B3、控制芯片（22贴)

C、总的开环小信号传递函数（24贴）

坐在电脑前就能把电源设计好？这是真的，电源设计90%的工作量都可以在电脑前完成。

尤其是涉及到电源稳定性的环路设计，再也不用怕电源调试炸机了，分分钟搞定电源稳定性。

当然要来赞一个了。 看好你的帖子新月哥

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由于时间有限，所以先贴出整个过程，如果有不明白的地方，请回帖提出来，我看到了自然会回帖慢慢解释。

首先自然是一些必要的参数，即计算从10Hz-1MHz的频率范围，每10Hz计算一个点。

这个范围比较大，实际为了节省软件计算时间，不用设的这么大。

A、主电路的小信号传递函数

A1、功率滤波电路

首先是主电路的传递函数，主电路分2部分，先讲简单的第2部分，即功率滤波电路，主要由第1级输出电解电容、输出直流滤波电感、第2级输出电解电容组成，即所谓的Π电路。

这个就是主电路滤波电路部分的小信号传递函数，由于滤波前是3级滤波电路，滤波后是2级滤波电路，所以相差1级滤波电路，即是以-20dB每10倍频的斜率下降。 

（A1、功率滤波电路幅频相频曲线）

A2、反激电路

这是主电路第1部分的采用电流峰值控制的反激电路的小信号模型的一些参数。

6个参数，其实只有2个参数是需要的，其它的只是列出来而已，别无他意。

由于电流连续CCM与电流断续DCM模式的小信号模型不一样，所以采用分段函数做了一个统一，由软件自行判断采用哪个模式，同时从最后的结果来看，也几乎是平滑过渡的，所以电源在CCM、DCM切换时，是不会有任何可靠性问题产生的（虽然很多教科书会说DCM比CCM更容易控制，其实不然）。

这个就是主电路的反激拓扑部分的小信号传递函数，并不符合可靠性的要求，所以要进行控制的补偿。

（A2、反激电路幅频相频曲线）

（A、主电路幅频相频曲线）

，

B、控制电路的小信号传递函数

B1、比例积分PI调节

控制电路的传递函数部分，主要包括比例积分调节（PI调节），即RC调节。

这个电路采用431（看作运算放大器）的RC串联调节即可（并不用再并联一个C，软件中的Cc并不需要，在这里设了一个1pF，这个值几乎可以忽略）。

这里标红是需要人为调节，再看最终的开环增益是否满足可靠性要求，如果不满足，就需要重新调节标红的部分，直到满足。这也是mathcad这个软件能够实时计算的优点。

PI调节是控制电路的第1部分。

如果需要更精确，即考虑431的直流增益、带宽、开环增益等参数，可以用以下这个公式进行修正。

而事实上2者基本一样，所以为简单计，不修正也行。

（B1、比例积分PI调节的部分幅频相频曲线）

由于采用的是交叉负载调整，以及使用光耦隔离，所以需要把电压转换成电流，这就是第一部分最终的小信号传递函数。

（B1、比例积分PI调节幅频相频曲线）

B2、隔离光耦

这是控制电路的第2部分，即光耦的隔离传递小信号模型。

这个就是光耦的传递模型，光耦集射级电压对光耦的LED电流。

（B2、隔离光耦幅频相频曲线）

B3、控制芯片

这个是控制电流的第3部分，主要是根据控制芯片的参数Avcs，所以是个定值。已经转换为原边峰值电流了。

（B3、控制芯片幅频相频曲线）

这个是以上3部分控制电路的综合，即控制电流的传递函数。

（B、控制电路幅频相频曲线）

C、总的开环小信号传递函数

而主电路与控制电路的总和，即为整个电源的开环传递函数。

可以从穿越频率、相位裕量、穿越斜率等参数看是否已经满足了可靠性的要求，如果不满足，则反回去修正PI参数，直到满足为止。

整个电源的开环增益图，给人更直观的感受，是否可靠，一目了然。自此，计算完成，够简单吧。

（C、总开环增益幅频相频曲线）

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很好的帖子，学习学习！！