控制环路的设计方法

首先是控制环路上的设计方法，系统回路为开环BODE图。

在剪切频率处幅值斜率为-20dB/dec，且至少有45°的相位裕度。控制环路的设计步骤如下：

1、根据应用要求设计主电路。

2、由SABER仿真器得出主电路的BODE图。

3、根据实际要求和限制条件确定剪切频率ωc，对电源产品，剪切频率通常为开关频率的1/4或者1/5。

4、根据系统稳态精度的要求及剪切频率决定补偿放大器的类型和各频率点。使低频段增益高，一般电源产品的低频段设计成I型系统，以保证稳态精度;中频段带宽处的斜率为-20dB/dec，且有足够的相位裕度（即y》45°）;高频段增益衰减快，减少高频干扰;用SABER得出补偿后环路的开环频响曲线，验证系统的稳定性。

主电路参数设置

由于主电路输出滤波器参数关系到控制环路的设置，补偿器应根据输出滤波参数进行调整。本文以一台250W电源实例说明控制环路的设计。

主要技术要求

输入：AC220V［DC=265V（220～310V）］

输出：48V 0.5～5A;

波纹电压：0.1V; 波纹电流：1A;

效率：≥0.85;开关频率：100kHz;

变压器原副边比n=2;Uout=48.85V（二极管）; 占空比：

输出滤波参数

输出滤波器按照要求的纹波电流与纹波电压值来设计，纹波电流决定电感值，纹波电流与纹波电压共同决定电容值。

滤波电感

图1

流经滤波电感电流波形如图1所示，纹波电流峰峰值取决于允许的最小电流值，当负载电流小于0.5A时，进入电流断续模式。为防止变换器进入断续模式，在Toff期间，流经L的电流不能降到零。

滤波电容

滤波电容的容量分以下两种情况讨论：

采用普通的铝电解电容，此类电容在开关频率低于500kHz，且RoCo大于开关管的关断和导通时间的一半时，输出纹波仅由ESR（Ro）决定。

此方法随技术的进步变得不合实际，最好从厂家或测试得到电容的ESR值。

滤波电容采用零ESR或低ESR电容，自身阻容形成的零点（1/2πRest×C）较高，但对环路设计的影响不大;若低ESR值的电容采用大容量，其自身阻容形成的零点使得在带宽附近的高频衰减不够，可能引起振荡，增加补偿器的设计难度。如图2、图3所示。

考虑电容的发热影响寿命，取22μF。

电容的ESR值的最大值为：

ESR（max）=△U/△I=0.1/l=0.1 Ω。

ESR超过0.1Ω，纹波电压会增加。

通过本文的介绍，相信大家对于使用SABER双管正激来进行模拟的控制环路设计以及主电路参数详细设置有了进一步的了解。SABER是一款功能强大的仿真软件，善用此软件能够为设计者们节约不少设计时间与投入成本，在之后的文章中小编将继续为大家介绍，请大家随时关注。