一 开关电源环路中的 安森英半导体产品线应用工程总监 叩 绷者搜 环 路控 制 讨任何开 关 电源 的设 计都是 重要 的 。 可 惜的是 , 需要 准时 发布产 品 的工 程 师 面 时时间 的压 力 , 往 往 忽略这 个 重 要 的 设 计 阶段 , 以 为实验 室 中的反 复试错 阶段 就 足 够 。 但 生 产环 节的产 品 失 效会 让 他 们 痛苦 地 想起 需要理 解 及 补 偿 所 看 墨不 多 , 这 为工 程 师 的工 作带来障碍 。 因 有 元 件所起 的作用 。 此 , 本刊将 于三 、 四 、 五 、 六 月连 载 篇 系列技 术 文章 , 来专 门探 讨 在环路控 制 中的应 用 。 其 中 , 第一 篇 文章将探 讨 器 件 的 内部结 构 , 详 细 描 述 它 的偏 显 条件会 如何 降低环路 的性 能 。 第二 篇 文章将 重 点 讨论 以 在补 偿 环路 中的 实 际 实现 类 补 偿 器 以 及 它 的优 缺 点 。 第四 篇 文章在 前 面 实现 、 类 补 偿 器 的 基 础 上 , 针 并不 太 有利 于 实现 类补 偿 器设 计的 问题 , 提 出 简单的构 想 , 以 与所观 刚 到 交流 愉 入 完 全解 藕 的 外部直 流 偏 显 来消 应 用 。 第三 篇 文 章将介 绍 如何 用 对 就 是 这 些 元 件 中的一 种 , 而 现有技 术 文 献 中时 除 快 通 道 。 这 样一 来 , 设 计工 作得 到 简化 , 类似 于 采 用运放 来构建传 统 的 类补 偿 器 。 摘奥 本 文 介 绍 了 本操作 , 并 时 一 些 重要 参 数 的 设 定 进 行 了分 析 。 关链词 开 关 电 源 参 考 电 源 偏 置 电 流 的 内部 示 意 图 , 讨 论 了 这一 器 件 的 一 些 基 要 的 。 偏 置 点 来 自简 单 的 仿 真 设 置 , 而 在 仿 真设 置 中 被 用 作 参 考 电 压 。 这 种 配 置 意 味 着 参 考 点 与 阴 极 之 间存 在 着连 接 , 而 有 关 环 路 补 偿 的 技 术 文 献 中 论这 个 元件在 电源环路 中 的 使 用 之 阳 极 接 地 , 使 得这 器 件 充 当 有 源 提 供 了 大 量 应 用 运 算 放 大 器 简 称 前 , 理解这 个器件 如何 操 作是 很 重 齐纳二极 管 。 “ 运 放 ” 的 补 偿 器 设 计 示 例 。 如 果运放 确 实 代 表 着 一 种 可 产 生 误差 信号 的 途 径 , 业 界 针对 补偿 器这一 功 能 的 选 择 多 年 来 已 经 发 生 了 变 诵诵 化 几乎 所 有 消 费类 电源 都 含 有 一 颗 三 端 可 调 分 流 稳 压器 , 这 “ , ” 区区竺…… 一器 件 置于 隔 离 次级 端 , 通 过 光祸 , 巨巨巨巨巨巨哑 巨亚亚 李刃肠 ‘ 万万万万万万刃日 山山 甲甲 ‘ 岌加日日日日日日日 匹显显显 声声声习 画画画画画画画 盆 合器 将 误差 信 号 反 馈 至 初 级端 。 尽 管 与 其运 放 “ 成 员 ” 相 似 , 但 围 绕 的 补 偿器 设 计 需 要对 器 件 操 作具 有 深 刻 的理 解 。 本 文将 探 讨 器 件 的 内 部结 构 , 详 细 描述 它 的 偏 置 条 件 会 如 何 降 低环 路 性 能 。 基 于带隙 的 元件 图 所 示 为 采 用 双 极 技 术 制 造 的 的 内部 示 意 图 。 在详 细 讨 二二 注注 一 即即即 卜卜卜 一一 创 万月习洲洲洲 爪爪爪爪 ‘ 而 丫 】标 丫丫丫丫 粗粗粗粗 ‘ 肠 , 卜卜 跳 ‘ 人 ’ 叼叼叼 , 习习 ,,,,,,, 平 入入入入 口口口 心心心心心心 困困口日助助 引口口口口口口 八八 二‘‘‘‘‘‘‘ 」」 ’ 璐, 耐 图 安森美半导体典型 点被均衡捕获 器件的内部示 意图 , 其中电压和 电流的偏, 川阮如拍阮。“ 仓” 遥 通即 创初 ” ”乞‘‘ 川让触‘肋 , , © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 

应用方案 · 电汀技术 曰 网网网网网网网 口口口口口口口 川川田田日日日日 …梦犷卿臀杯杯杯杯杯杯杯杯杯杯杯杯杯杯杯杯杯杯杯而而漏漏、 阮爪爪 奋 口 川川田田田、、、、、川川川川川川川川川川 川川田田田田田 议议议 氏器 阮阮阮阮 加加加加加加加加加加加加加加加加加加加加加加加加加园园【 川川】犷犷犷 川川田田田田田 ’’’’’’’ 」」」」」」」」」」」」」」」」」」 二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二 口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口口 , 坛二 叭 介介 二 当吃吃 田田田田田 】 彻 田田田田田 万万,, 气气生生一 川川川川川 川川 川川 「日湘湘、、、、、 川川 川川 奋奋 级率 》 ,, , 。 节 于。 水, 的。 电。 、 …引引一一一 ’一 ’一一 ’一 ’ 一 ’ 一又 一 一 ’ ’ 一 ’一飞飞 二 , 琳 ’ 一一 一 丁丁 目目 肠 伽卿 的 鸿 。刀 月 , 连接 电限负截进行的交流洲试 , 注入 电 日 体管级 模型仿真结果 一息翻,份嗽葵 口 为 流约为 在 典 型 的 环 路 控 制 配 里 中 , 和 , , 构 造 的 输 出达林 顿 配 置 的 偏 成 。 换句话说 , 由于相应 的面积参 以 在其 玛 脚观测到输 出 电压 的一部分 , 并将其转换为 阴极和 阳 极之 间的输 出端灌人 电流 。 这样一 置 。 这 个 动 作 会 降 低 或升 高 , 并使得连接 至 电源环路 中 拼 器 件 阴极 的 二极管 的 电流 出现变 , 来 , 这器件 可被视作跨导放大器 。 化 。 数分 别为 和 , 晶体 管 的射极大 小 是 晶 体 管认射极 大 小 的 倍 。 因 此 , 不仅 是它 们 射极 中的 电流密度 具有 关联 性 , 且 它 们 的 饱 的 内部参考 电路 围绕一种 称 在 平 衡 时 , 如 果 忽 略 基 极 电 和 电流 也 由下面 的公式来确 定 。 作带 隙的流行结构工作 。 对带 隙的 流 , 由 和 , 导 致 的 电流 镜 会 使 那二 , 甲 介绍 已超 出本文探讨 的范 围 , 但 简 电流 , 加 倍 , 而 , 也 流 经 和 。 单地说 , 其原理在于通过受正 温度 由于 和 之 间 的 电 流 镜 布 局 的 参考 电 压 系 数 影 响 的 热 电压 , 来 平 衡结 点 缘 故 , 流 入 的 电 流 与 相 同 , 接 下 来 介 绍 如 何 精 确 地 计 算 晶 体 管 砂的 负 温度 系 数 。 当相 但 电流值 按 照 的 比例 扩 大 。 这 中的 参考 电压 。 要做 到 加 到一起 时 这些 电压实现很好 的 可通过 和 之 间具有相 同的 电压 这 一 点 , 需 要 从 流 经 和 的 电 补偿 , 构成温度补偿参考 电压 。 降 二 , 同 时 的 电 阻值 为 流值开 始着 手 。 利用 平衡 关 系 , 可 为 简 化 分 析 , 假 定 中 , 的 电阻值为 , 是 以 知 , 中流 过 的 电流 为 , 中流过 使 用 的所有 晶体 管 的 电 流增 益 很 的 比例 来确认 。 高 , 这愈味着基极 电流 可 以忽略 不 计 。 操作 以 的秘诀在 于 在 和 之 间营造微妙的平衡 当条件符 合时 , 如 。到达其 目标值 而 二, 等 。 一 粤 · 。。 , 甲 , 丫 , , 在射极配里连 线 , 帮助保护 的 电流 为 , 参 见 等 式 , 但 得 益 于 电 阻 和 之 比 , 也 自然 流 经 。 能够写 出下面公 式 , 描述’ 、 。 电压偏 置 免 受 极变 异 的 影 响 , 龟的基极和 阳极之 间的 电压差 。 否则 集极 电压值 会变成原值的两 。, 。 凡 于 , , , 和 , 都共用 相 同 的 电流 倍减去 朗后 的值 。 双极 晶 体 管 的 基 极 一 射 极 电压 ‘ 保 持 恒 定 。 这 个条 件 出 现 在 图 中 , 带 隙 由相 关 的 晶 体 。 。 能 够 依 照 下 面 公 式 , 根 据 集 任何变动 , 如 由设定点变化或稳压 管 和 以 及 射 极 电 阻 一 起 构 极 电流 进行计算 转换器输 出功率佑求增 加 引起 了变 动 , 就会使场消耗更多 电流 或使 增 加 灌人 电 流 , 从 而 改 变 由 。 侧” 弓退计 用 一。 成 。 和 这两个器件 的 面积参数 显 示 “ 等 同 于 ” 个 并联 的 晶 体 。 一 呵冬 、 巧 , 管 , 而 则 由 个 并联 的 晶体 管 构 其 中 , 在 ℃ 室 温 或 开 氏 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 

, 口口口、一 雀 温 度 时 , 竹 旦 一 。 在 这 个 料 厂 最 后 , 如 果 将 所 有 计 算 出来 等 式 中 , 是 晶体 管饱 和 电流 与其 的 电压 相 加 , 并假 定 晶体 管 的 。 射极 大小直 接 成 正 比 , 是玻 尔 兹 曼 常数 荷 , 为 · 一 , 而 是 电子 电 一 , ℃ 。 从 公 式 可 知 , 的 饱 和 电 为 平 。 沪 , 就获得 了想要 的参 考 电 。巴 。护 祀 忐,‘ 玉ù告人且叮胜 缸沐 …下 流 是 饱 和 电 流 的 倍 。 因 此 , 的频率 补偿 由 电容 , 、 可 以在 公 式 中 更 新 和 替 代 公 式 和 电 阻风进行 。 , ‘, , 器要伯一 电流 圈 与光润合器 构建成一个免费的电流该产生器 并联的简单电阻 我们解释过实现平衡的条件 , 人 电流 。 尽管是一种有源 齐纳二极 即 潜于 。 现在 , 如果施加 在 。止 的 电压变 化 , 如增 加 , 这 一 电压变 化就在 的射极传播 , 并 管 , 并 没有违 背那 项特殊准 则 。 设 计 人 员 需 要 在 阴 极 注 人 电 流 从 而获得器件 的最佳性能 。 对 导致 中的 电流变 化 。 此时 和 晶体 管级 模 型 运行仿 真 , 以 的 电流会呈 现这一变化 , 并分别 将 此检 测 转折 点 是否 变 尖 , 结果 如 图 信息 传递 至 , 和 。 就此 而言 , 可 所 示 。 以 发 现 和 充 当 差 分 放 大 器 。 根 据 图 , 可 以清 楚 看 到 低 于 然 而 , 随着更多 的 电流 流经 呜 , 其 林 注 人 电流 的转折 点 的 外观 。 从这个 公 式 我 们可 以析取 出 电 通道 自然会提供更大 的增益来激活 低 于 这 个值 时 , 跨 导 增 益 就相 流 , 。 , 灌人更 多 的 电流 至地 , 如 同 当小 了 。 根据凡 的值 为 。 , 可 以计 益 , 也 可 根 据 图 所 示 的 特 性 曲 线 的 跨 导 增 益 低 , 增 益 值 临 近 所操作 的那样 , ‘ 被 下拉 。 在 这 个 图 中 , 可 以 确 定 这 样 可分析计算 出 的跨导增 一 个 区 域 低 于 这 区 域 时 , 器 件 。 、 代会一代会· 重 新 排 列 公 式 , 并对 进 行 因数分解 , 得 到 粉 代鲁一代会 二 一 由 ,一 , · · ,成暑, 因此 、 ‘· 鲁令一 、 , · · , 算 出 , 的值 。 一 洲 一 协 得到这个 电流后 , 集 电极负 载 和 的压 降可根据 欧姆定律快速 计算 出来 。 七二 一 卜 推 算 出 这 跨 导 增 益 。 根 据 这 个 曲 。 随着 阴极 电流增 加 , 跨 线 , 可 以看 到 的 直 流 增 益 。 导 增 益 值 改 善 , 增 加 至 。 随 这 个值 , 再结 合 上 拉 电 阻 。 的 阻值 , 就可 以得到 值 。 着 更 多 电流被注人 , 就获得如 公 式 所给定 的跨导增 益值 。 图 所 示 描述 了 一 种 注 人 更 多 电流 的方 法 。 在这 个 图 中 , 与 光悯 合器 了 并联 连接 的 简单 电 阻增加 中注人 的 电流 。 由于 正 向压降约 为 , 并联 的 构 成 一 个 简 单 的 电 流 源 产 生 电阻 阶 这个 电压离 采用 计算 的 如 图 标题所述 , 测 试期 间 阴 。 传 统 的 齐纳 极 电流 设 定 为 偏置 点并 不远 。 将 , 乘 以流 经 的 二 极 管 需 要 一 定 盈 的 实 质 偏 置 电 电 流 与 流 经 的 电 流 之 和 即为 , 即 可 简 单地得 到 的 电 流 , 使 其 工 作 时 远 离 转 折 点 。 否 则 , 二极管呈现 的动态 阻抗就会受 器 , 这 个 电流 与 流经 的反馈 电 流相 加 。 需 要注意 的是 , 减小 压降 。 到 影 响 , 而齐纳 电压也会取决于注 串联 电 阻 比 并 不 会改 变 的 忍如“ 阳用匆。。 勿月 违 肉叩阮创勿“ ”勺“‘ 押认彻‘石‘ 以阳 如 如 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 

应用方案 · 电源技术 电流 , 因 为 的 电流 由初级 端 需要 减 少 哪怕 是 从 而 使 输人 与 其 偏 置 电流 相 关 的 性 能 。 对 这 反 馈 电 流 施 加 , 通 过 光 祸 合 器 功 率 低 于 时 , 您 就 会 理 解 个 题 目有 更 多 兴 趣 的 读 者 可 以 访 电流 传 输 比 反 射 在 中 。 为何 无法 承受损 失 在偏置 电流 中弥 问 参 考 文 献 中提 供 的链 接 , 查 看 改 变 比 。 值 会 影 响 中 带 增 益 , 而 足 珍 贵的而在 空载 下 没有用 处 的功 作 者 所 收 集 的 众 多 电 压 参 考 设 计 非 偏 置 , 因 为 系 统 采 用 闭 率 。 大 批量 的 笔记 本适配器 会 处理 数据 。 既 然 知 道 了 如 何对 进 环 形 式 工 作 。 参 考 文 献 】中包 含 与 中流经 的 自然反馈 电流之 上 的 行 偏 置 , 我 们 在 下 一 部 分 的 文 章 偏置 计算 相 关 的 所 有详 细 计 额 外偏 置 电流 。 因此 , 中将 讨 论 如 何 在 此基 础 上 构造 类 算 。 中的 总 偏 置就 接 近 , 而 经验 误 差 放 大 器 。 圈胭 最 后 , 应 当注 人 怎样 的 电流到 显 示 这 的 电流 可 实 现 足够 的 中 器件 规 范 中 列 出 性 能 , 而 不 会牺牲 待机 能耗 。 了 的最 低 电流 , 而 参 考 文 献 中称需要最 小 的 电流 才能 获得 结语 良好 的性能 。 到底选择 哪个值 呢 本 文 介 绍 了 的 内部 示 意 所幸 的是 , 除 了 受偏 置 电流 影 响的 图 。 在 没 有 进 人 真 正 的 带 隙 操 作 开环增 益 外 , 输 出 电压 的消耗 在这 的情 况 下 , 重 要 的 是 理 解 器 一 电流 的选择过程 中也很 重要 。 当 件 如 何 操 作 , 以 及 预 计 能 获 得 的 、 参考 文 献 一 饭沁 , 〔减〕 】 】 , “ ￡ 切 容 时 的 小 信 号 频 率 响 应 。 从 图 中可 看 到 , 当 , 的 最 低 限度 阻 值 等于 时 , 带 宽 和 峰 化便 会增 加 , 而 当 等 于 时 , 带 宽 便 会显著 下 降 。 环 内补偿技 术 与环 外补偿 技术 不 同 , 环 内补 偿技 术 只 适 用 于 电压 反馈放 大器 。 大 电 容 的 负 载 , 同 时可 维持环 路 的 结语 这 是 由于 反馈 电容 , 的 积分 连接 稳定性 。 通 过 这 两 种 普 遍 的 电 容 负 载 并 不能 在 电流反馈放 大器 中实 现 。 表 所 示 为 补 偿 电 路 于 不 同 驱动技 术 , 本 文 已 明确 指 出在运 算 当 驱 动 一 个 大 电 容 负 载 时 , 负 载 电 容 、 串联 电 阻 和 放 大 器 的 输 出和 电容 负载 之 间加 人 隔 离 电 阻 , 应 以 串联 方 式放 置 反 馈 电 容 器 。 下 的 阶 跃 响 应 , 串联 隔 离 电 阻可 有 助 提 供 隔 离 和避 在运 算放 大器 的 输 出和 电容 负 载之 其 中 增 益 为 。 , 而 免 出 现 振 荡 , 从 而 使运 算放 大 器 得 间 , 以提 供 隔 离 并 避 免 振 荡 。 同 。 以 稳 定 运 行 。 采 用 这 两 种 补偿 技 术 时 , 一 个 小数 值 的 电容 器 「 被 安 如 图 所 示 , 运 算 放 大 器 所 驱 实 现 的 高速 放 大 器 电路 , 在驱 动 大 置 在运 算放 大器 的输 出和 反 向输 人 动 的 电 容 负 载 越 大 , 带 宽 便 会 越 电容 负 载 时 均 不 会 损 失 带 宽 或 压摆 之 间 , 如 图 所 示 。 该 电 容器 在 较 低 。 因此 , 即使运 算放 大 器 可 驱动 高 的 频 率 下 会 变 成 主 要 的 反 馈 高 至 仪 〕 的 电 容 负 载 , 其 带 宽 则 率 。 此 外 , 环 外及环 内 补偿 技 术 的 优 点 还 可 为 用 户 带 来 多 方 面 的 好 路 径 。 这些 元件 的安排 可 允许 驱动 将下 跌 。 处 。 圈卿 · 电弓设计四用 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net