電源適配器控制電路的設計

電源適配器的主電路主要處理電能，而控制電路主要處理電信號，屬于“弱電電路，但它控制著主電路中的開關元件的工作，一且偏離正常工作狀態，將造成嚴重后果，使整個電源停止工作或損壞。電源的很多指標，如穩壓穩流精度、紋波、輸出特性等也都同控制電路相關。因此控制電路的設計質量對電源的性能至關重要，應作為設計工作的重點。同時控制電路功能眾多，相對復雜，設計的內容也較復雜，周期較長，甚至可能出現反復，有時一些參數的確定還需要通過實驗來得到。

首先介紹控制環路參數的設計和計算，然后介紹控制電路的設計和典型的電源適配器控制芯片的情況。

電壓模式控制電路的設計

控制電路設計的目標是使電源適配器在各種工況下均能穩定工作，并且達到要求的動態性能，因此控制電路設計工作的核心是電壓、電流反饋控制系統的設計。本節以第4章的內容為基礎，介紹電壓模式控制系統的設計。

電壓模式控制電路的主要內容是電壓調節器的結構形式和參數的確定，應按以下步驟進行。

電壓調節器的結構形式

5V1A電源適配器通常都要求較高的輸出電壓穩壓精度，較好的電源應該可以優于0。5%，這樣高的穩態精度采用比例（P）調節器是難以達到的，因此電壓調節器的結構形式都采用比例積分（F）或比例積分微分（PD）調節器，由于積分環節的存在，理論上講輸出電壓的穩態誤差為零。實際電路中，由于運算放大器零偏、漂移和基準源與反饋電路的誤差等問題，實際穩態誤差不會為零，但已可以達到較高的精度。

上述3種調節器的電路形式見圖。

圖中，ur為電壓參考信號，是電壓給定。是電壓反饋。B是控制量，在電壓模式控制中，控制量用來直接控制占空比；在電流模式控制中，電壓調節器的控制量作為電流環的給定信號，用來控制輸出電流。

這3種調節器的傳遞函數分別為

可以看出，P調節器具有1個零點，而PID調節器具有2個零點。采用P調節器，其結構簡單，參數整定比較容易，但根據第4章中的對比可以知道這時系統開環幅頻增益曲線的過零點只能選在低于輸出LC濾波器截止頻率的范圍，因此閉環系統的響應速度較慢。大多數電源對電壓環的動態響應速度要求較高，因此通常需要選擇PID調節器。