穩(wěn)定的反饋環(huán)路對開關(guān)電源來說是非常重要的，如果沒有足夠的相位裕度和幅值裕度，電源的動態(tài)性能就會很差或者出現(xiàn)輸出振蕩。

下面先介紹了控制環(huán)路分析里面必須用到的各種零，極點的幅頻和相頻特性;然后對常用的反饋調(diào)整器TL431的零，極點特性進行分析;TOPSWITCH是市場上廣泛應(yīng)用的反激式電源的智能芯片，它的控制方式是比較復(fù)雜的電壓型控制，為了方便一般使用者，內(nèi)部集成了一部分補償功能，所以很多工程師不清晰它的整個環(huán)路，最后運用上面的理論分析一個TOPSWITCH設(shè)計的電源，對它的環(huán)路的每一個部分進行了解剖，可以使工程師更好地應(yīng)用TOPSWITCH及解決設(shè)計中遇到的環(huán)路問題。

波特圖是分析開關(guān)電源控制環(huán)路的一個有力工具，它可以使復(fù)雜的幅頻和相頻響應(yīng)的計算變成簡單的加減法，特別是使用漸近線近似以后，只需要計算漸近線改變方向點的值。

增益按-20dB/10倍頻程下降, 相位近似按-45°/10倍頻程下降。極大相移為-90°

增益按20dB/10倍頻程上升,相位近似按45°/10倍頻程上升，極大總相移為90°

右半平面零點是反激和BOOST電路里面特有的現(xiàn)象。增益按20dB/10倍頻程上升，相位近似按-45°/10倍頻程下降，總相移為-90°,右半平面零點是幾乎無法補償?shù)?，做設(shè)計時盡量把其頻率提升或降低帶寬。

Q值是電路的品質(zhì)因數(shù)，過了諧振點后，增益按-40dB/10倍頻程下降, 相位依Q值的不同有不同的變化率，Q值越大，相位變化越劇烈，在諧振點相位是-90°, 極大總相移為-180°

Q值是電路的品質(zhì)因數(shù) ，R2是負載電阻，R1是電感的電阻，電容的ESR, 整流管內(nèi)阻，和代表磁心損耗和漏感損耗的合成電阻。大部分的AC/DC電源，由于損耗較高，一般Q值很難大于3. 當Q值較低時(Q<<0.5)，雙極點響應(yīng)會退化為兩個單極點響應(yīng)，如上圖所示。

TL431用輸出供電時的零，極點特性

TL431是開關(guān)電源次級反饋常用的基準和誤差放大器件，其供電方式不同對它的傳遞函數(shù)有很大的影響，而以前的分析資料常常忽略這一點。下面分析常見的供電和輸出反饋接在一起時的傳遞函數(shù)。

從上面的公式可以看到，在輸出直接給431供電的情況下，零點的位置在

即使沒有R，只接一個C的情況下，零點還是存在，如果R1遠大于R，零點的位置主要有反饋網(wǎng)絡(luò)的上分壓電阻決定。為了抑制輸出的開關(guān)紋波，有時在后面加一個LC濾波，如下面TOP245Y電源的L2,C8，其諧振頻率一般大約為開關(guān)頻率的 1/10-1/20 左右，這個頻率通常遠大于反饋回路的帶寬，其影響可以忽略.

下面我們將用上面的基礎(chǔ)知識來分析一個典型的TOPSWITH電源的控制環(huán)路，這是一個寬范圍輸入，12V/2.5A輸出的一個反激電源，原理圖如下：

其開環(huán)傳遞函數(shù)為K=(Kmod * Kpwr * Klc *Kfb)*Kea=K1*Kea

Kpwr是功率部分，Klc是輸出LC濾波部分，Kfb是反饋分壓部分，Kea是反饋補償部分和光耦部分，Kmod是調(diào)制器部分，在做補償設(shè)計以前，先計算出除Kea外各自部分的頻率特性，然后計算出K1= Kmod * Kpwr * Klc *Kfb的頻率特性，根據(jù)實際情況確定出需要的設(shè)計目標 Kea , 然后通過設(shè)計TL431的相應(yīng)補償來完成Kea的要求。

結(jié)合上面的原理圖我們來計算在115VAC輸入時各個部分的數(shù)值。

已知數(shù)值：Vin=135V, Vout=12V, C6,C7 ESR=50m?, 負載R=4.8?， η=81%

由[2]可知：Np=58T, Ns=6T, Lp=827uH, Vor=120V,Vds=5.2V

fz2是右半平面零點的頻率，此頻率隨負載R，電感Ls,和占空比D而變化，在此設(shè)計中頻率是48k,高壓時頻率更高，AC/DC反激的帶寬通常只有幾k,遠小于此頻率的1/4,不會對控制帶寬設(shè)計產(chǎn)生影響。