測(cè)量開(kāi)關(guān)電源閉環(huán)反饋?lái)憫?yīng)

1、測(cè)量開(kāi)關(guān)電源閉環(huán)反饋?lái)憫?yīng)        開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)電源的控制環(huán)增益和相位響應(yīng)曲線。測(cè)量是利用一個(gè)GP102增益相位分析儀（一種獨(dú)立的用來(lái)評(píng)價(jià)控制環(huán)增益和相位裕量的儀器）進(jìn)行的，然后輸入到電子表軟件中。    在這一例子中，從0dB增益交點(diǎn)到360 測(cè)量得到的相位裕量為82 （360 到278 ）。從0dB增益交點(diǎn)到相位達(dá)到360 的增益裕量為-35dB。把這些增益和相位裕量值與-20dB增益裕量和60 相位裕量的目標(biāo)值相比較，可以肯定被測(cè)試電源的瞬態(tài)響應(yīng)和調(diào)節(jié)是過(guò)阻尼的，也是不可接受

2、的。    0dB交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率為160Hz，這導(dǎo)致控制環(huán)的響應(yīng)太慢。理想情況下，在1或2KHz處保持正的環(huán)增益是比較合適的，考慮到非常保守的增益和相位裕量，不必接近不穩(wěn)定區(qū)即可改善控制環(huán)的動(dòng)態(tài)特性。當(dāng)然需要對(duì)誤差放大器補(bǔ)償器件進(jìn)行一些小的改動(dòng)。進(jìn)行修改后，可以對(duì)控制環(huán)重新進(jìn)行測(cè)試以保證其無(wú)條件穩(wěn)定性。    通常可利用頻率響應(yīng)分析儀（FRA）或增益-相位分析儀進(jìn)行這種測(cè)量。這些儀器采用了離散傅里葉變換（DFT）技術(shù)，因?yàn)楸粶y(cè)信號(hào)經(jīng)常很小且被掩蓋在噪聲和電源開(kāi)關(guān)臺(tái)階所產(chǎn)生的失真中。DFT用來(lái)從中提取出感興趣的信號(hào)。測(cè)試信號(hào)注入

3、0;   為進(jìn)行測(cè)量，F(xiàn)RA向控制環(huán)中注入一個(gè)已知頻率的誤差信號(hào)擾動(dòng)。利用兩個(gè)FRA通道來(lái)判斷擾動(dòng)要多長(zhǎng)時(shí)間才能從誤差放大器輸入到達(dá)電源輸出。    擾動(dòng)信號(hào)應(yīng)該在控制環(huán)反饋信號(hào)被限制在單條路徑的地方注入，并且來(lái)自低阻抗的驅(qū)動(dòng)源。連接到電源輸出或誤差放大器輸出的反饋路徑是注入擾動(dòng)信號(hào)的好地方。    通過(guò)信號(hào)發(fā)生器通過(guò)一個(gè)隔離變壓器連接到測(cè)試電路，以保證FRA信號(hào)發(fā)生器和被測(cè)試電路間的電氣隔離。注入方法將擾動(dòng)信號(hào)注入到誤差放大器的輸入。對(duì)于電源輸出電壓在FRA最大輸入電壓限制以內(nèi)的情況，這一方法是合適的。 

4、;   如果被測(cè)量電源的輸出電壓比FRA最大輸入電壓還要高，那么第一種注入方法就不適用了。擾動(dòng)信號(hào)被注入到誤差放大器的輸出，此處的控制環(huán)對(duì)地電壓比較低。如果電源電壓超過(guò)FRA輸入范圍則應(yīng)采用這種注入方法。    選定合適的注入點(diǎn)以后，還必須仔細(xì)地設(shè)定擾動(dòng)信號(hào)的幅度。擾動(dòng)的響應(yīng)可通過(guò)連接到電源輸出的示波器看到。    開(kāi)始時(shí)，F(xiàn)RA信號(hào)發(fā)生器幅度應(yīng)該設(shè)為零和低頻率，通常在控制環(huán)帶寬的低端。然后慢慢提高FRA信號(hào)發(fā)生器的幅度。FRA信號(hào)發(fā)生器幅度的一個(gè)比較好的起始點(diǎn)是能夠在示波器上看到電源輸出電壓波動(dòng)為額定輸出電壓的5

5、%左右。    必須在控制環(huán)帶寬的高端重復(fù)這一過(guò)程以確保是否可在整個(gè)控制環(huán)帶寬上使用同樣的驅(qū)動(dòng)水平。FRA發(fā)生器不能欠驅(qū)動(dòng)或過(guò)驅(qū)動(dòng)控制環(huán)。在此種條件下進(jìn)行的任何測(cè)量都是不準(zhǔn)確的。    不大可能在整個(gè)控制環(huán)帶寬范圍內(nèi)使用同一組FRA信號(hào)發(fā)生器設(shè)置。這種情況下，可以利用幅度補(bǔ)償來(lái)保證頻率切換和環(huán)增益變化時(shí)擾動(dòng)信號(hào)穩(wěn)定。這可以通過(guò)控制FRA信號(hào)發(fā)生器幅度，從而保證恒定的誤差放大器輸入來(lái)達(dá)到。進(jìn)行測(cè)量    FRA的兩個(gè)輸入分別連接到注入隔離變壓器的次級(jí)的兩端。CH2測(cè)量控制環(huán)輸出，CH1測(cè)量控制環(huán)輸入。測(cè)量是

6、相對(duì)于地進(jìn)行的。    從10Hz掃描到30KHz，觀察增益和相位測(cè)量重復(fù)性，以保證注入控制環(huán)的擾動(dòng)信號(hào)幅度是正確的。參考增益-相位圖表核對(duì)控制環(huán)增益和相位裕量。    可在誤差放大器一級(jí)加入適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償器件。再次進(jìn)行從低頻到高頻的掃描可以看到補(bǔ)償值變化的效果。理想情況下，環(huán)增益每頻程應(yīng)該下降-20dB，特別是在控制環(huán)增益經(jīng)過(guò)單位增益時(shí)。功率因數(shù)校正電路開(kāi)關(guān)電源的輸出調(diào)節(jié)。通常用在整流橋后的動(dòng)態(tài)功率因數(shù)校正（PFC）電路中采用兩個(gè)控制環(huán)來(lái)達(dá)到正弦輸入電流，從而使負(fù)載功率因素接近1.0。PFC電路通?；趯Ｓ玫目刂破鱅C、一個(gè)開(kāi)關(guān)器件和一

7、個(gè)能量?jī)?chǔ)存電感器，即所謂的DC連接。    第一個(gè)控制環(huán)即電壓控制環(huán)，試圖在DC連接或PFC電路輸出維持一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓。這一控制環(huán)響應(yīng)相對(duì)比較慢，大約在10Hz左右跨越0dB。第二個(gè)控制環(huán)即電流控制環(huán)有效地控制輸入電流的波形。這一脈寬調(diào)制（PWM）斬波器電路必須跟蹤整流正弦電壓波形，因此，電流控制環(huán)的參考點(diǎn)是動(dòng)態(tài)的。由于電流控制環(huán)必須跟蹤交流電源頻率，因此其交*點(diǎn)可能達(dá)數(shù)KHz。測(cè)試電壓控制環(huán)    測(cè)試較慢的電壓控制環(huán)和快速的電流控制環(huán)需要不同的方法：    PFC 電壓控制環(huán)  

8、;  電壓控制環(huán)的測(cè)試是比較直接的。不需要對(duì)電路進(jìn)行改動(dòng)。實(shí)際上，在對(duì)電壓環(huán)測(cè)試時(shí)，電流控制環(huán)仍在工作。注入點(diǎn)選擇的一般規(guī)則在這兒都適用。您可在環(huán)中找一個(gè)源為低阻抗且信號(hào)限制在單條路徑的點(diǎn)來(lái)注入擾動(dòng)信號(hào)。注入采用的電阻值大約1,000 。    PFC電流控制環(huán)    測(cè)試較快的電流控制環(huán)需要更多考慮和注意，因?yàn)樾枰獙?duì)電路進(jìn)行一些變動(dòng)才能獲得對(duì)增益和相位裕量的真實(shí)評(píng)估。    1 利用一個(gè)0 至 400-V 直流電源為PFC電路的輸入供電。不需要交流電源，并且應(yīng)該斷開(kāi)。  &

9、#160; 2 禁止電壓控制環(huán)工作，但并非整塊IC。    3 如果需要，為PFC控制器IC提供一個(gè)輔助電源，典型為+18V。    4 利用一個(gè)0至10-V直流電源根據(jù)輸入電壓的相應(yīng)水平來(lái)控制PFC輸出電流。實(shí)際上，0至10V直流電源將控制控制器內(nèi)的控制增益并代替電壓參考（對(duì)50或60Hz交流電頻率通常每秒變化100至120次）。電流反饋環(huán)應(yīng)當(dāng)跟蹤輸入電源，因此利用0至10V直流電流來(lái)設(shè)定不同的條件。    5 在PFC的輸出適加一個(gè)可變負(fù)載。    6 采用一個(gè)100- 注入電阻連接在電流傳感電阻和PFC傳感輸入之間。