1、引言
自己著手開關電源環(huán)路控制的學習大半個月了,下面開始寫<單端正激式開關電源設計之環(huán)路控制設計>的文章,希望大家多多支持.
首先講講自己大半個月來學習開關電源環(huán)路控制的歷程.做開關電源的研發(fā)5年多了,一直專注于實踐,基本沒有怎么鉆研過環(huán)路控制這一塊.
學習環(huán)路控制,我首先將<現代控制工程>這本書匆匆翻了三遍,頭腦中大至有了系統(tǒng)控制的思想.書中介紹了各種自動控制的思想以及證明解析過程,由于本人的數學底子薄弱,所以對于書中講解的幾種常用的分析方法,比如頻域分析法,時域分析法,根軌跡法,波特圖法的理解都是浮于表面,慚愧.對環(huán)路的學習理解還存在諸多的問題,后續(xù)的講解必然有很多的問題,希望大家能及時指正.
接著買了兩本書籍,都是關于開關電源環(huán)路分析的書籍.一本是張衛(wèi)平編寫的<開關變換器的建模與仿真>,另一本是法國電源工程師Basso寫的<開關電源SPICE仿真與實用設計>.兩本書中講解的關于電源環(huán)路控制的知識點個人覺得很不錯,雖然我看的云里霧里的,但是書上講解到的一些我能看懂的部分對我個人對于電源環(huán)路控制的理解幫助很大,對于電源的理解也深入了很多。
2、電源環(huán)路控制的理解
廢話講了這么多,下面先講講我對開關電源環(huán)路控制的理解吧.
在沒有學習環(huán)路控制原理之前,我個人對于開關電源的理解分析基本是局限于某一部分.當提到開關電源時,只會獨立的想到開關電源的某一部分,比如說變壓器,電源管理芯片,輸出濾波器,各種拓撲結構等.當花了很多時間補充學習了自動控制原理以及環(huán)路控制原理.現在腦中分析開關電源時,會從系統(tǒng)的高度分析問題,會綜合考慮電源穩(wěn)定性的問題等.
在<現代控制工程>一書中,作者關于開環(huán)控制和閉環(huán)控制的比較說了一句比較有意思的話,使用閉環(huán)控制的系統(tǒng)意味著可以使用相對精度較差的元件來實現系統(tǒng)的穩(wěn)定控制,而不需要像開環(huán)控制那樣,必須采用比較精準的器件來控制.這句話應用在開關電源控制中同樣適用.如果電源的環(huán)路控制設計的比較合理,那么使用誤差相對較大的元件依然可以實現電源的穩(wěn)定工作.
現在回想網上一大師，終于能理解他說的通過電腦可以搞定開關電源設計90%的問題這句話的含義了.環(huán)路控制學好了,設計開關電源確實So easy.首先通過仿真軟件將開關電源仿真出來,計算調整好環(huán)路參數,剩下的電路板焊接調試那都是小菜一碟了.
說的通俗點,當腦中有了自動控制的思想,你的眼界會高出很多,分析問題會站在系統(tǒng)的高度來考慮.這是我個人關于開關電源環(huán)路控制的一點理解.
雖然本人對于環(huán)路控制的理解仍然存在諸多問題，但我仍然想把這篇文章寫下來,并把它寫好.古人有云知恥而后勇,我厚著臉皮寫這篇文章,一是為了學習自省,了解自己的不足,提高自己的理論水平,二是希望通過這篇文章能結交更多的電源高手,三是希望能夠幫助一些對于環(huán)路控制仍然迷茫困頓的同道.
環(huán)路控制的學習之路必然是崎嶇艱辛的，同時也是無止境的,究其原因是源于環(huán)路控制理論的博大精深,同時對于數學功底的要求相對較高。后面我們正式開始學習開關電源的環(huán)路控制.
環(huán)路控制中用到的參數概念
3、線性系統(tǒng)
線性系統(tǒng)：何謂線性，提到線性，我們大家直觀地會想到一根直線（或者線段）。這根直線的方向是任意的。如果我們用一條任意方向的直線函數來描述一個系統(tǒng)，我們就把這樣的系統(tǒng)定義為線性系統(tǒng)。在自動控制原理中，線性系統(tǒng)最大的的特點就是它遵循疊加原理。
線性系統(tǒng)：何謂線性，提到線性，我們大家直觀地會想到一根直線（或者線段）。這根直線的方向是任意的。如果我們用一條任意方向的直線函數來描述一個系統(tǒng)，我們就把這樣的系統(tǒng)定義為線性系統(tǒng)。在自動控制原理中，線性系統(tǒng)最大的的特點就是它遵循疊加原理。
4、線性定長系統(tǒng)
線性定長系統(tǒng)：現實世界中，我們分析數據的變化時，通常會與時間掛鉤。
當一個線性系統(tǒng)不隨時間的變化而變化時，我們稱這樣的系統(tǒng)為線性定長系統(tǒng)，也稱為線性時不變系統(tǒng)。
對于線性定常系統(tǒng)，任意時刻只要輸入的波形是一樣的，則系統(tǒng)輸出響應的波形也總是同樣的。線性定常系統(tǒng)的分析和設計均比時變系統(tǒng)或非線性系統(tǒng)容易得多。
5、線性時變系統(tǒng)
線性時變系統(tǒng)：線性系統(tǒng)中一個或多個參數隨時間的變化而變化，導致系統(tǒng)特性也隨時間而變化，稱為線性時變系統(tǒng)。
線性時變系統(tǒng)的特點是其輸出響應的波形不僅同輸入波形有關，而且也同輸入信號加入的時間有關。該系統(tǒng)一般采用時域法描述。系統(tǒng)的函數通常由隨時間變化的參數的微分方程或差分方程描述。時變系統(tǒng)的運動分析比定常系統(tǒng)要復雜得多。
6、微積分和微分的概念
微積分的概念：在描述線性時變系統(tǒng)時，必不可少的會涉及到微積分方程的求解。
在這里從宏觀上講一講我對微積分的理解。首先大家需要了解的是微積分由牛頓和萊布尼茲共同發(fā)明的。
微積分這一工具出現之前，我們描述某一參數與時間的關系時，通常使用的方程只能描述在一時間段內參數的變化趨勢，而如果想描述某一時刻參數的變化時，通常就束手無策。用數學語言的來表述就是當時間無限短，如果我想知道這一時刻參數的變化，該怎么辦呢。巨人牛頓和萊布尼茲創(chuàng)造發(fā)明了微積分這一工具，從此難題得到了圓滿的解決。
那什么是微分呢，我不想用教科書上的概念來講解，我們用說文解字的方法來描述吧。微表示小，短。但是到底多小，多短呢，極小極短，這個概念是否類似與數學中極值的思想呢。很顯然，這就是極值的思想。分有分析，分解的意思。
那微和分組合在一起，我們可以理解為微小變化的分析，此即為微分的概念。當這個變化與時間掛鉤時，我們就說這是求變量的微小時間變化的函數。引申一下，當一變化量與某參數掛鉤時，我們就說求該變量隨某一參數微小變化的函數。
7、非線性系統(tǒng)
非線性系統(tǒng)：區(qū)別于線性系統(tǒng)，有了上述線性系統(tǒng)的描述，理解非線性系統(tǒng)簡單很多了。拿什么是非線性系統(tǒng)呢，簡單明了的表述為系統(tǒng)方程為非線性的，即為非線性系統(tǒng)。
8、傳遞函數與傳輸函數
傳遞函數：在控制理論中，為描述線性定常系統(tǒng)的輸入與輸出的關系，我們引入傳遞函數這一概念。
何謂傳遞函數，線性定常系統(tǒng)中，當初始條件為零時，輸出量（響應函數）的拉普拉斯變換與輸入量（驅動函數）的拉普拉斯變換之比即為傳遞函數。
系統(tǒng)的傳遞函數與描述其運動規(guī)律的微分方程是對應的。可根據組成系統(tǒng)各單元的傳遞函數和它們之間的聯結關系導出整體系統(tǒng)的傳遞函數，并用它分析系統(tǒng)的動態(tài)特性、穩(wěn)定性。
以傳遞函數為工具分析控制系統(tǒng)的方法稱為頻域法。傳遞函數中的復變量s在實部為零、虛部為角頻率時就是頻率響應。
傳輸函數：區(qū)別于傳遞函數，定義為輸出函數除以輸入函數。
環(huán)路控制各名詞的解釋分析
下面準備講解極點，零點，反相零點，右半平面零點，共軛復極點，穿越頻率，環(huán)路增益，相位裕量，瞬態(tài)響應，電壓環(huán)路控制，電流環(huán)路控制，平均值電流模式控制，峰值電流模式控制，斜率補償，次諧波振蕩等概念。
由于自己從來沒有學過自動控制這一塊，上述的概念在理解上感覺比較吃力，雖然花了時間惡補，但還是覺得有些吃力，堅持，堅持，再堅持，努力，努力，再努力，相信自己。
