基于磁放大器的大电流多输出开关稳压电源的研究
整个闭环系统是由输出LC滤波器、控制复位电流模块、采样网络和PI调节器所组成。一个稳定的闭环系统必须同时具有下面两个条件:一是截止频率




5.1 输出LC滤波器
输出LC滤波器的等效电路如图5所示:

图5中的Resr是电容的等效串联电阻,此处的电容值为1000uF,等效串联电阻为0.12#8486;。则LC滤波器的增益曲线如图6所示。

其中:



从上面等效电路可知,LC输出滤波器的传递函数为:

所以LC滤波器在截止频率


5.2 控制复位电流模块
控制复位电流模块的增益


由于输出电压为5V,式中取

5.3 采样网络
对于UC3838A控制模块,其误差放大器所能容忍的参考电压为2.5V,而输出电压是5V,使采样电阻R5=R6 , 所以采样网络的增益


在截止


所以整个


5.4 PI调节器
通过前面的计算、分析可知



该二阶误差放大器的传递函数为:

通常,C6C4 固有:

其增益曲线如图7中所示。由于




由:

可得:K=22.9
由式(8)可知:

式中:取R14=100K#8486;
故:

PI调节器的增益曲线如图7所示,本设计中必须注意PI调节器增益曲线中两个转折频率的设计,因为欲使系统稳定,截止频率所处的中频段必须有一定的宽度,





根据:

有

同理:

满足:

5.5 整个系统开环增益分析
将曲线


6 计算机仿真
通过上面的分析与计算,以及给定的各个元件的参数,进行计算机仿真,其仿真波形如图9所示。从仿真波形中可以看出:输出电压能够满足设计的需要。并且在实验室与实际生产中验证:该开关电源的效率可达85%,稳压精度高达98.5%。


7 结束语与应用前景
对于大电流多组输出的开关稳压电源,用传统的电压负反馈不能解决辅助输出电压的稳定,本文中采用了磁放大器后相校正的方式解决了其输出电压的稳定,而且磁放大器后相校正方式具有的价格便宜、绕制方式简单、控制芯片的外围电路简单和闭环易于控制的优点,且利于推广应用。本文所设计的新型大电流多输出开关稳压电源已在深圳一家公司得到了应用,使用效果良好。
参考文献
[1] 吕厚余,自动控制原理,重庆大学出版社,1998
[2] 张惠,冯英.电源大全[M].成都:西南交通大学出版社,1993
[3] Pressman, Switching power supply design, Electrical Engineering series, Second Edition
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