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作為電子工程師，每天接觸電源的設計工程師，發現不管是電源的老手，高手、新手，幾乎對控制環路的設計一籌莫展，基本上靠實驗。當然，靠實驗是可以的，但出問題時往往無從下手，在這里我想以反激電源為例子(在所有拓撲中環路是最難的,由于RHZ 的存在)，大概說一下電源的環路控制，具體怎么設計，然后是如何計算的，至少使大家在有問題的時候，能夠從理論上分析出解決問題的思路。
先簡單介紹下，環路設計中用到的一些基本知識。
電源中遇到的零極點
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以上為示意圖，主要說明不同零極點的概念，不代表實際位置
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電源控制環路常用的3種補償方式
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單極點補償
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適用于電流型控制和工作在DCM 方式并且濾波電容的ESR 零點頻率較低的電源.其主要作用原理是把控制帶寬拉低,在功率部分或加有其他補償的部分的相位達到180 度以前使其增益降到0dB. 也叫主極點補償。
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雙極點、單零點補償
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適用于功率部分只有一個極點的補償。如：所有電流型控制和非連續方式電壓型控制。
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三極點、雙零點補償
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適用于輸出帶LC諧振的拓撲，如所有沒有用電流型控制的電感電流連續方式拓撲。以上公式中假設C2<
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環路穩定的標準
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只要在增益為1 時(0dB)整個環路的相移小于360 度，環路就是穩定的。
但如果相移接近360度,會產生兩個問題：
相移可能因為溫度，負載及分布參數的變化而達到360 度而產生震蕩；
接近360度，電源的階躍響應(瞬時加減載)表現為強烈震蕩，使輸出達到穩定的時間加長，超調量增加。如下圖所示具體關系：
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所以環路要留一定的相位裕量，如圖Q=1時輸出是表現最好的，所以相位裕量的最佳值為52度左右，工程上一般取45度以上。如下圖所示：
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這里要注意一點，就是補償放大器工作在負反饋狀態，本身就有180度相移，所以留給功率部分和補償網絡的只有180度。幅值裕度不管用上面哪種補償方式都是自動滿足的，所以設計時一般不用特別考慮。由于增益曲線為-20dB/decade時，此曲線引起的最大相移為90度，尚有90度裕量，所以一般最后合成的整個增益曲線應該為-20dB/decade部分穿過0dB。在低于0dB帶寬后，曲線最好為-40dB/decade，這樣增益會迅速上升，低頻部分增益很高，使電源輸出的直流部分誤差非常小，既電源有很好的負載和線路調整率。
如何設計控制環路？
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經常主電路是根據應用要求設計的，設計時一般不會提前考慮控制環路的設計。我們的前提就是假設主功率部分已經全部設計完成，然后來探討環路設計。環路設計一般由下面幾過程組成：
1）畫出已知部分的頻響曲線；
2）根據實際要求和各限制條件確定帶寬頻率,既增益曲線的0dB頻率；
3）根據步驟2)確定的帶寬頻率決定補償放大器的類型和各頻率點。使帶寬處的曲線斜率為20dB/decade，畫出整個電路的頻響曲線。
上述過程也可利用相關軟件來設計，如pspice，POWER-4-5-6。
以下是一些解釋：
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已知部分的頻響曲線是指除Kea(補償放大器)外的所有部分的乘積，在波得圖上是相加。
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環路帶寬當然希望越高越好，但受到幾方面的限制：
a）香農采樣定理決定了不可能大于1/2Fs;
b）右半平面零點(RHZ)的影響，RHZ隨輸入電壓，負載，電感量大小而變化，幾乎無法補償，我們只有把帶寬設計的遠離它，一般取其1/4-1/5;
c）補償放大器的帶寬不是無窮大，當把環路帶寬設的很高時會受到補償放大器無法提供增益的限制，及電容零點受溫度影響等。所以一般實際帶寬取開關頻率的1/6-1/10。
為幫助大家盡快掌握開關電源環路補償設計、應用，熟悉自動控制理論的基礎知識，如零點/極點概念、對系統的影響，伯德圖、相位裕度、穿越頻率等，到什么是環路補償，補償在電路中的位置及作用、如何設置，再結合經驗設計，從功率等級、補償類型模型電路，學會電源環路補償整個完整的項目流程，全方位為幫助您解決各種電源環路設計上的難題。為此，小編精選了十本經典的開關電源（SMPS）環路補償系列入門進階書籍，供大家學習參考。
1.Designing Control Loops for Linear and Switching Power Supplies
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中文譯名：為線性和開關電源設計控制回路：教程指南。本書主要介紹了使用SPICE仿真設計開關電源，巴索的經典開關電源著作之一。作為應屆生和經驗豐富的工程師，提供了非常寶貴的SPICE模擬和實用設計的理論、案例指導。解釋了如何推導目前最流行的電源轉換器的創建方法，本書搭配了600多幅開關電源模型，在使用焊錫之前，可以利用本書提供的案例，在SPICE電腦端模擬使用開關電源。
2.Switch-Mode Power Supplies：SPICE Simulations and Practical Designs
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對于市場上很多開關電源的書籍，要么過于學術，跟實際世界缺乏聯系，要么就是太過于實用，缺乏設計實例中所需要用的大多數形式的理論基礎。本書通過提供技術性的內容，來填補大部分電源工程師，在“實用性設計”方面的技術空缺。比如：第3章補償技術，不僅描述了運算放大器，而且很多教科書帶有的行業標準TL431，在本書里也有會重點介紹到，例程中會提供一些流程的SPICE編輯器演示例子，提供目前市場上PSIM、Transim、Tina、Multisim、Intusoft多種演示電路模擬。
3.開關電源SPICE仿真與實用設計
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推薦的第2本書的中文譯版，推薦大家閱讀英文原版基礎上，可以借鑒讀一下中文版本，加深對電源書籍的理論實踐部分的理解。本書特色是給出完整的開關電源變換器的理論、仿真設計方法，只給出必需的理論方程，同時通過大量的實例介紹來仿真分析。
4.Linear Circuit Transfer Functions
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一本講解沒有繁瑣代數的情況下，以更系統的方式計算網絡的傳遞函數。書里有很多例程，所有的答案和技巧，教你如何使用SPICE和MathCAD來雙重檢查。對于電子電路，電氣工程師等專業人士學習很有趣，也很有用。
5.Power Electronics Converters, Applications, and Design（電力電子轉換器的應用和設計）
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本書提供完整英文原版PDF+經典講義+超詳細全套課后答案
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電力電子轉換器應用與設計第2版，英文原版，Ned Mohan著。本書介紹了500Kw功率范圍內的轉換器應用及相關設計，由新一代功率半導體器件構成的各種實用的、新興的電力電子轉換器。對二極管整流器、晶閘管轉換器的擴展討論，以及關于散熱器的新章節，一步步介紹設計方法的磁性元件，數字技術和常用的仿真軟件工具（如SPICE、MATLAB和EMTP）等電路模擬仿真。
6.Power Electronics Handbook - Devices, Circuits, and Applications （2011）電力電子手冊 - 器件、電路和應用
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電力電子手冊第3版旨在吸引新一代的工程專業人員，本書包含四個章節內容，涵蓋了可再生能源、能源傳輸、能源儲存，以及分布式和熱電聯產(DCG)技術的介紹，包括燃氣輪機、發電機組、微型渦輪機、風力渦輪機、變速發電機、光伏發電和燃料電池。學習本書，能夠為指定的電力電子設計項目提供技術設計領導，并引導設計從概念到生產，到涉及重大的范圍和復雜性的實際應用。
7.DC-to-DC Power Conversion（DC-DC電源轉換器）
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電力電子領域涵蓋了所有的工程和科學領域處理電能的轉換。每個電力電子領域都有其自身的理論框架、基本原則、分析方法，以及工程學科。本書旨在提供對從事某一特定領域工作的學生、研究人員和工程師，對于電力電子-脈沖寬度調制（PWM）直流到直流電源轉換的技能要求。
8.Electric Circuits-10th edition - by James W. Nilsson&James W. Nilsson
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一本國外的《電路》經典教材，《Electric Circuits》 第十版，作者是詹姆斯。本書適用于想系統了解電路的學生、工程師群體，這本書是近25年來使用最廣泛的電路入門教材。提供給學員個性化的學習、輔導，通過電路分析幫助解決如何使用技術，與實際工程師面臨的問題相關聯，如何評估問題，理解基本方程式和概念理論，幫助學員專注于電路中的關鍵原理。
9.Fast Analytical Techniques for Electrical & Electronic Circuits（電路電子快速分析技術）
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目前大多數工程師和學生都知道的電路分析，唯一方法大都是節點或回路分析。這本書獨特之處在于，作者描述了解決復雜線性電路符號的形式，和獲得任何傳遞函數或阻抗等有意義參數的替代技術，為工程師提供了一整套解決電路設計問題的強大工具，也提供了讀者對于電路操作的理解。
10.開關變換器的建模與控制
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本書系統論述了開關變換器建模與控制方面的基本原理、基本方法、基本仿真技術以及實用設計方法。主要內容有：連續導電模式（CCM）下開關變換器建模；斷續導電模式（DCM）下開關變換器建模；開關調節系統的基礎知識；電壓控制型開關調節系統；平均電流控制型開關調節系統；峰值電流控制型開關調節系統；開關變換器的仿真技術；諧振變換器建模。
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十本開關電源（SMPS）必讀經典環路補償設計與分析叢書，資料截圖如下：
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為幫助電源設計新手，工程師能夠更好地理解開關電源補償設計，單獨給初學者準備了TI經典環路補償設計入門教程+學習視頻（視頻地址，請私聊助教單獨索取觀看鏈接~）包括且不限于如下內容：電源轉換拓撲器分類、控制環路基礎知識、電壓/電流模式升/降壓功率級、誤差放大器、開關穩壓器補償、環路測試方法、負載階躍分析、環路測量...
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除了理論學習，還給大家準備了開關電源環路補償仿真、設計與分析相關解決方案，PSPICE仿真模型、簡明教程、仿真實例及電源電路優化思路方法。
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開關電源環路補償仿真、設計案例
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PSPICE仿真模型、實例與分析
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如何領取以上全部開關電源（SMPS）資料呢？
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長按以下二維碼，掃碼進群后完成任務，即可馬上領取！
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若掃碼失敗，可聯系學院助教小包
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原文標題：好書分享：10本開關電源環路設計收藏精品，每本都是經典！
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