【「开关电源控制环路设计：Christophe Basso 的实战秘籍」阅读体验】从理论到量产的关键跨越：补偿器设计与工程验证体系 继续试读了第3~5章，Basso 的工程智慧在__补偿器实现
2025-08-20 13:10
【「开关电源控制环路设计：Christophe Basso 的实战秘籍」阅读体验】+ 问题四：电流模式控制下的降压变换器是什么？ 电流模式降压变压器 Buck变换器现在运行在CM控制下，并通过
2025-08-07 11:17
Basso 的新作《开关电源控制环路设计》以“化繁为简，直击核心” 的风格，为这一领域带来革命性的实践指南。通过初步试读，本书的独特价值跃然纸上——一、破除传统桎梏：拒绝“纸上谈兵”的闭环设计传统文献常陷入
2025-08-19 10:31
很荣幸有机会拜读《开关电源控制环路设计》这本书，最近粗略的看完了本书，受益匪浅，今天再此与诸位共同欣赏下此书。聊一聊第二章开环系统。 什么是开环系统呢？ 开环系统是根据两个信号直接的特定关系，将控制信号转换为相应的动作。中间没有反馈值，如果根据输出值来调整输入值，将是闭环系统。在这种情况下，传递函数被定义为H，即关系表达式。 一、传递函数 1、模块化建模 作者通过简化的框图给我们展现了开关变化器在开环工作条件下的表现。并给出了开环表达式。如果学过自动控制理论，相信很容易得出表达式。如果没学过，建议去看一看，不然后面会有很多疑惑的。 2、反馈 此处引入了反馈的概念。并给出了一个典型的闭环控制系统。 3、增益调节二、反馈的好处三、振荡器 闭合环路需考虑的关键参数包括：穿越频率以及稳定裕量。 简单的闭环系统： 1、时域仿真 相移振荡器 引入了作半平面极点（LHPP）的概念。 2、不稳定系统 调整RC阻值，提高环路增益，将穿越频率设置在50KHz左右。 引入了右半平面极点。 调整反馈电阻Rf，使环路相位滞后180°。 3、远离振荡 震荡是我们需要的，我们需要的是稳定的电路系统，既然我们知道了振荡产生的原因，就有办法远离振荡。 振荡只有在满足巴克豪森准则时才会产生并自我维持。当激励在输入点以相同的幅值和相位返回时，就会出现振荡条件。 作者引入了增益裕量 4、瞬态相应四、相位裕量的选择 1、相位裕量的限值在哪里五、穿越频率与带宽 作者举例了一个简单的开环降压变换器。 1、选择正确的穿越频率值六、生成占空比 引入PWM模型。 1、PWM模块的频率响应 2、瞬态响应 作者举例了一个12V转5V的降压变换器。七、如何强制穿越 引入补偿器八、调整环路响应 1、提升相位九、极点和零点
2025-08-16 17:54
在开关电源设计中，极点和零点是传递函数中的关键特征点，直接影响系统的稳定性、动态响应和频率特性。 一、极点与零点的定义 在复频域（s域）中，开关电源的传递函数。 零点（Zeros）：分子N(s)=0的解，记为z1,z2,… 。在波特图中，零点导致增益以 +20 dB/十倍频 上升，相位超前（最大+90°）。 极点（Poles）：分母D(s)=0的解，记为p1,p2,…。在波特图中，极点导致增益以 -20 dB/十倍频 下降。 零点与极点对相位的影响是开关电源补偿设计的核心机制之一。当频率上升时，零点首先出现，其相位特性表现为从0°逐步提升至+90°，为系统引入相位超前，有助于抵消极点带来的相位滞后；随后极点开始发挥作用，其相位特性表现为从0°逐步降至-90°，导致系统相位滞后。例如，在特定补偿网络中，若零点频率fz=1.4kHz ，极点频率fp=11.3kHz，当工作频率f=4kHz 时，零点已显著提升相位，而极点尚未完全发挥滞后作用，此时系统相位处于中间状态。 补偿技术通过零-极点对的组合调整相位提升范围。由于零点频率通常低于极点频率，两者间距可实现0°~90°的相位微调。若增加一对零-极点，理论上相位提升范围可扩展至0°~180°，但实际受限于有源器件（如运放或TL431）的交流响应特性，无法无限提升。k因子法即利用零-极点对的这种特性，通过优化间距实现相位裕度的精准控制，从而平衡系统稳定性与动态响应。 将积分器与功率级结合后，系统在特定频率处相位裕量降为0°，甚至在更高频率处出现负值，这意味着环路稳定性濒临失稳。为解决此问题，需在补偿器中合理布置极点和零点，通过调整环路相位响应，在穿越频率附近形成向上的相位提升（凸起），避免总相位滞后达到270°（易引发振荡）。图中右侧的相位提升称为“相位增益”，其峰值通常设计在穿越频率处，且增益大小需精确计算，以确保开环相位裕量达到设计目标，示例中的70°，从而兼顾系统稳定性与动态响应性能。 为保证环路安全闭合，需建立足够的相位裕量。采用反相结构运算放大器虽能提供所需增益或衰减，但会引入-180°永久性相位滞后，直接威胁系统稳定性。若需在直流时获得高增益以降低静态误差，可在原点引入极点（如用电容替代电阻），构成积分器。然而，积分器会进一步引入-90°额外相位滞后，使总相位滞后累积至-270°（等效于+90°）），导致系统极易振荡。 为解决此矛盾，需通过补偿器传递函数G(s)与功率级响应H(s)的组合，构建环路增益T(s)=G(s)⋅H(s)。通过合理设计G(s)中的零极点位置，可在穿越频率附近形成相位提升，抵消极点和积分器带来的滞后，最终使总相位裕量达到设计目标（45°~60°），从而确保环路在闭合时具备足够的稳定性裕度。 总结 开关电源设计中，极点和零点是传递函数关键特征点，影响系统多方面特性。零点超前相位、极点滞后相位，补偿技术利用零 - 极点对调整相位。构建环路增益时合理设计零极点，可确保相位裕量达标，保障系统稳定与良好动态响应。
2025-09-13 17:47
感谢电子发烧友提供读书的机会，通读了一遍后，感觉还是提高了不少的认知，结合工作还需细读细品。 本书将开关电源环路控制的理论与实际工程设计相结合，提供了大量的公式进行验证，并提供了多种方法进行实用改进。 比如，如何选择穿越频率或相位裕量，通过本书内容可以掌握如何使用运算放大器、TL431和OTA补偿技术来提高相位，同时了解光电耦合器是如何降低相位裕量的。 比如在选择穿越频率时，不能盲目地进行尝试，而是要综合考虑系统的带宽、响应速度以及抗干扰能力等因素。经过理论公式验证，进行相位裕量的调整也至关重要，合适的相位裕量可以保证系统在不同工作条件下都能稳定运行。 从常见的降压（Buck）、升压（Boost）拓扑，到 复杂的反激（Flyback）、LLC谐振拓扑，每个拓扑结构都有对应的理论公式进行推导，阻抗特性匹配，并提高可靠性，增益补偿。 本书主要内容包括： 电压模式控制下的降压变换器 电流模式控制下的降压变换器 电压模式控制下的正激变换器 各种控制方案中的LLC变换器 阅读这本书的过程中，我不仅学习到了很多专业知识，还掌握了一些实用的设计方法和技巧。它让我对开关电源控制环路的设计和稳定性分析有了更深入的理解，同时，书中对于如何选择合适的元件，以及如何对控制环路进行优化也有独到的见解，为电源设计者提供了实用的设计工具和思路，具有很强的实用性和指导性。
2025-08-12 18:24
问题一：什么是SIMPLIS？ SIMPLIS简介 SIMPLIS（Simple Piecewise Linear Simulation）是一种专门用于分段线性系统仿真的软件工具。它是由Transim公司开发的一套软件包，包含两个不同的仿真引擎：SIMetrix和SIMPLIS。SIMPLIS以其在电源电路仿真方面的强大功能而闻名，尤其擅长处理开关电源和其他非线性电路的仿真分析。 SIMPLIS的特点 1. 专业电源电路仿真：SIMPLIS特别适合用于电源电路的仿真，包括开关电源的各个功能电路，如损耗分析、环路分析、大信号分析和IC设计等。 2. 操作简便：相比于其他功能强大的仿真软件如SABER，SIMPLIS具有操作简单、容易上手的特点，这使得它成为许多工程师的首选工具。 3. 快速仿真：SIMPLIS的仿真速度较快，能够在较短的时间内完成复杂的仿真任务。 4. POP分析：SIMPLIS支持POP（Piecewise-Linear Operating Point）分析，这是一种特殊的分析方法，用于快速找到电路的分段线性工作点，对于电源电路的仿真尤为重要。 SIMPLIS的应用 SIMPLIS广泛应用于各种电源电路的设计和验证过程中。通过使用SIMPLIS，工程师可以有效地模拟和分析电路的行为，从而在实际生产前发现并解决问题。此外，SIMPLIS还支持用户自定义子电路和元件库，进一步增强了其灵活性和实用性。 学习资源 对于希望深入了解SIMPLIS的用户，官方提供的用户手册是一个宝贵的资源。这份手册详细介绍了SIMPLIS软件的使用指南，从基础操作到高级功能都有涵盖，适合初学者和资深用户参考。 综上所述，SIMPLIS是一款功能强大且易于使用的电源电路仿真软件，特别适合需要进行开关电源和其他复杂电源电路仿真的工程师。通过充分利用其提供的各种分析工具和资源，用户可以大大提高设计效率和准确性。
2025-08-03 14:52
第九章功率因数校正电路 一、临界导通模式功率因数校正器 对于75W以上的电压，Boost变换器的功率因数校正（PFC）电路占绝大部分市场份额。 1、选择穿越频率 在PFC电路中，增益与输入电压的平方有关。 2、瞬态响应 二、连续导通模式下功率因数校正器 1、总谐波失真 2、补偿后的连续导通模式功率因数校正器 第十章 降压-升压变换器 一、电压模式降压-升压变换器 控制到输出的传递函数： 1、补偿后的电压模式降压-升压变换器 2、工作点和增益补偿 二、电流模式降压-升压变换器 1、功率级交流响应 2、闭环瞬态响应 第十一章 反激变换器 一、电压模式反激变换器 反激变换器（Fly-back）是Buck-Boost变换器的隔离版本。通过添加变压器，能够提供单个或者多个输出电压，且可以是正极性也可以是负极性。 1、电压模式的功率级响应 2、补偿后的环路增益 二、电流模式反激变换器 1、一阶响应 2、设计补偿器 3、补偿后的环路增益 三、电流模式准谐振反激变换器 1、一阶响应 四、多路输出准谐振反激变换器 1、补偿多路输出准谐振反激变换器 2、反激多路输出加权反馈控制 3、补偿环路和瞬态阶跃 第十二章 第二级LC滤波器 第十三章 UC384X控制器 一、斜坡补偿与UC384X控制器 UC384X不具有前缘消隐（LEB）或斜坡补偿功能。 斜坡补偿方案： 二、基于UC384X 的非隔离反激变换器 三、基于UC384X 的隔离反激变换器 UC384X系列包括一个除以3的电路模块,可以改善运算放大器的动态性能。 当压降约为1.2V时,可以实现OV的设定点。 此外,芯片在轻载条件下具备跳周期功能。 对于电流采样电压Ves为1V的情况, CMP或COMP引脚上的电压将达到 4.2V。 在轻载条件下，由于 VcoMp 低于 1.2V，芯片将输出占空比为 0。 运算放大器的最大输出电流为 1mA，因此可以通过光电耦合器直接安全地控制CMP或COMP 引脚。 UC384X 芯片内部框图如图13-6所示。 第十四章 单级功率因数校正电路 一、单级功率因数校正反激变换器 二、工作点波形 第十五章 电流模式单端初级电感变换器 互感M：定义 一、工作点波形 二、交流响应和瞬态阶跃响应 第十六章 LLC变换器 一、直接变频控制的LLC变换器 LLC变换器是一种基于三个储能元件的谐振变换器：谐振电容、励磁电感、谐振电感。 LLC变换器的控制变量是开关频率，其下偏移限制由所选控制器精确设定。 二、功率级响应 三、交流响应的高度可变性 四、闭环响应 五、Bang-Bang电荷控制的LLC变换器 1、功率级特性 2、一个表现良好的交流响应 六、电流模式LLC变换器 1、电流模式LLC变换器的仿真 2、补偿电流模式LLC变换器 第十七章 实践操作 一、基于UC3843的降压变换器 二、检查环路增益 这几章属于纯纯的干活，作者用最简洁的语言教会了我们许多东西。 后续此书还会精读、细读。做到学以致用，加油！！奥利给！！！
2025-08-21 17:21
电源工程师研发笔记， 开关电源控制环路设计， 作者：克里斯多夫.巴索 译者：文天祥王牡丹 机械工程出版社 环路控制介绍了功率变换器， 之前从维修的角度理解开关电源的原理， 通过这本书，从计算和设计的角度重新理解开关电源的原理， 开始第一次打开这本书，我确实是有点懵的，但是第二次拿起这本书，我注意到书的背面，的介绍，主要内容，要解决的问题，所以这次书评，我以问题为导向，逐一找到答案： 问题一：什么是SIMPLIS？ 问题二：本书的SIMPLIS仿真实例有哪些？ 问题三：电压模式控制下的降压变换器是什么？ 问题四：电流模式控制下的降压变换器是什么？ 问题五：电压模式控制下的正激变换器是什么？ 问题六：控制方案中的LLC变换器是什么？ 问题七：使用PFC电路的示例是什么？ 问题八：使用UC384X电路的示例是什么？ 问题九：穿越频率是什么？ 问题十：相位裕量是什么？ 问题十一：运算放大器如何提高相位？ 问题十二：TL431怎么提高相位？ 问题十三：OTA补偿如何提高相位？ 问题十四：光电耦合器是如何降低相位裕量的？ 问题十五：扩展电源带宽的方法是什么？ 问题十六：环路补偿是什么？ 毕，今后的每一天，我将在书中寻找答案，以此作为工具书，更好的理解开关电源的控制环路设计。 2025年8月2日晴
2025-08-03 14:33
