前言
開關電源在生活中隨處可見，一般千瓦以內的功率通常采用模擬電源芯片控制，比如消費類電子產品充電機、電源適配器、模塊電源等，常用的拓撲有Buck、Boost、反激、正激、推挽，半橋、全橋、LLC、PFC等。這些電源設計中環路補償設計是必不可少的一步，常用的補償網絡有三種，分別為Type I、Type II、Type III型，針對補償網絡設計一些大廠也給出了設計方法和指導步驟等，下面分享一篇很早的文章，講述了反激電路的PC817和TL431的設計方法，雖然文章比較早，但原理講述的比較清楚，對環路設計具有指導意義。
目錄
1 概述
2 光耦與TL431環路動態補償
3 實驗驗證
4 參考文獻
1 概述
開關電源的控制通常分為兩種，即電流模式和電壓模式，反激屬于電流模式。電源的環路設計運用控制理論原理進行設計，利用小信號模型推導出電源的和補償網絡的傳遞函數，對此環路的動態補償設計進行了定性分析和定量計算，通過設計合適的相位裕量來保證開關電源的穩定性。文中講述了基于電流控制芯片UC3842的Flyback電源的環路設計，運用TL431和光耦PC817組成的反饋網絡，示意圖如圖1所示。
2 光耦與TL431環路動態補償
在經典控制理論中，系統穩定性用相位裕度和增益裕度兩個參數衡量，通常要求相位裕度小于-10dB，相位裕度大于45°。按照這個條件設計閉環系統，當輸入輸出發生改變時，系統也能保持穩定。常用的幾種補償如圖2所示。
圖2a是單極點模型，適用于電流型控制和工作在DCM，并且濾波電容的ESR零點頻率較低的電源。其作用是將第1個極點與其他極點拉開；圖2b是單零點單極點模型，其極點相當于單極點補償中的極點，而零點則把補償前的第1個極點抵消，這時的帶寬最大，可以達到補償前第2個極點的帶寬，增加了帶寬；圖2c是雙極點單零點模型適用于功率部分只有1個極點的補償，例如所有電流型控制和非連續方式電壓型控制。補償網絡的設計，需要結合主電路的開環傳遞函數，其步驟：
?a）按照主電路推導出傳遞函數，然后作出頻率響應曲線；
b）確定帶寬，即0dB增益的頻率；
c）根據帶寬確定補償器的類型和頻率點，作出閉環頻率響應曲線。
下面是安森美資料中的等效電路分析。
3 實驗驗證
文中給出了輸入85VAC～265VAC，輸出12VDC/60W的Flyback電源環路設計方法，開關頻率為100kHz。?
采用電流控制的傳遞函數為
（1）ESR較大時的補償，對ESR=130mΩ，則Rc=43.3 mΩ，則
上式看出，自身阻容形成的零點比較低，8kHz處的相位滯后比較小，補償設計如圖3所示。
（2）ESR較小時的補償，對ESR=30mΩ，則Rc=10mΩ，則
上式看出，自身阻容形成的零點比較低，8kHz處的相位滯后比較大，8kHz處的相角為-47°，若單極點補償，則帶寬處相位裕度偏小，補償設計如圖4所示。
該文對Flyback電源環路設計進行了介紹，給出了電流型電源的補償設計方法，并進行了實例驗證，方法對工程實踐指導具有重要的意義。詳細內容請閱讀原文。
4 參考文獻
[1] 反激開關電源中基于PC817A與TL431配合的環路動態補償設計
[2] The TL431 in the Control of Switching Power Supplies
反激開關電源中基于PC817A與TL431配合的環路動態補償設計.pdf
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