1、引言

自己著手開(kāi)關(guān)電源環(huán)路控制的學(xué)習(xí)大半個(gè)月了,下面開(kāi)始寫<單端正激式開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)之環(huán)路控制設(shè)計(jì)>的文章,希望大家多多支持.

首先講講自己大半個(gè)月來(lái)學(xué)習(xí)開(kāi)關(guān)電源環(huán)路控制的歷程.做開(kāi)關(guān)電源的研發(fā)5年多了,一直專注于實(shí)踐,基本沒(méi)有怎么鉆研過(guò)環(huán)路控制這一塊.

學(xué)習(xí)環(huán)路控制,我首先將<現(xiàn)代控制工程>這本書匆匆翻了三遍,頭腦中大至有了系統(tǒng)控制的思想.書中介紹了各種自動(dòng)控制的思想以及證明解析過(guò)程,由于本人的數(shù)學(xué)底子薄弱,所以對(duì)于書中講解的幾種常用的分析方法,比如頻域分析法,時(shí)域分析法,根軌跡法,波特圖法的理解都是浮于表面,慚愧.對(duì)環(huán)路的學(xué)習(xí)理解還存在諸多的問(wèn)題,后續(xù)的講解必然有很多的問(wèn)題,希望大家能及時(shí)指正.

接著買了兩本書籍,都是關(guān)于開(kāi)關(guān)電源環(huán)路分析的書籍.一本是張衛(wèi)平編寫的<開(kāi)關(guān)變換器的建模與仿真>,另一本是法國(guó)電源工程師Basso寫的<開(kāi)關(guān)電源SPICE仿真與實(shí)用設(shè)計(jì)>.兩本書中講解的關(guān)于電源環(huán)路控制的知識(shí)點(diǎn)個(gè)人覺(jué)得很不錯(cuò),雖然我看的云里霧里的,但是書上講解到的一些我能看懂的部分對(duì)我個(gè)人對(duì)于電源環(huán)路控制的理解幫助很大,對(duì)于電源的理解也深入了很多。

2、電源環(huán)路控制的理解

廢話講了這么多,下面先講講我對(duì)開(kāi)關(guān)電源環(huán)路控制的理解吧.

在沒(méi)有學(xué)習(xí)環(huán)路控制原理之前,我個(gè)人對(duì)于開(kāi)關(guān)電源的理解分析基本是局限于某一部分.當(dāng)提到開(kāi)關(guān)電源時(shí),只會(huì)獨(dú)立的想到開(kāi)關(guān)電源的某一部分,比如說(shuō)變壓器,電源管理芯片,輸出濾波器,各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等.當(dāng)花了很多時(shí)間補(bǔ)充學(xué)習(xí)了自動(dòng)控制原理以及環(huán)路控制原理.現(xiàn)在腦中分析開(kāi)關(guān)電源時(shí),會(huì)從系統(tǒng)的高度分析問(wèn)題,會(huì)綜合考慮電源穩(wěn)定性的問(wèn)題等.

在<現(xiàn)代控制工程>一書中,作者關(guān)于開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制的比較說(shuō)了一句比較有意思的話,使用閉環(huán)控制的系統(tǒng)意味著可以使用相對(duì)精度較差的元件來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定控制,而不需要像開(kāi)環(huán)控制那樣,必須采用比較精準(zhǔn)的器件來(lái)控制.這句話應(yīng)用在開(kāi)關(guān)電源控制中同樣適用.如果電源的環(huán)路控制設(shè)計(jì)的比較合理,那么使用誤差相對(duì)較大的元件依然可以實(shí)現(xiàn)電源的穩(wěn)定工作.

現(xiàn)在回想網(wǎng)上一大師，終于能理解他說(shuō)的通過(guò)電腦可以搞定開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)90%的問(wèn)題這句話的含義了.環(huán)路控制學(xué)好了,設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源確實(shí)So easy.首先通過(guò)仿真軟件將開(kāi)關(guān)電源仿真出來(lái),計(jì)算調(diào)整好環(huán)路參數(shù),剩下的電路板焊接調(diào)試那都是小菜一碟了.

說(shuō)的通俗點(diǎn),當(dāng)腦中有了自動(dòng)控制的思想,你的眼界會(huì)高出很多,分析問(wèn)題會(huì)站在系統(tǒng)的高度來(lái)考慮.這是我個(gè)人關(guān)于開(kāi)關(guān)電源環(huán)路控制的一點(diǎn)理解.

雖然本人對(duì)于環(huán)路控制的理解仍然存在諸多問(wèn)題，但我仍然想把這篇文章寫下來(lái),并把它寫好.古人有云知恥而后勇,我厚著臉皮寫這篇文章,一是為了學(xué)習(xí)自省,了解自己的不足,提高自己的理論水平,二是希望通過(guò)這篇文章能結(jié)交更多的電源高手,三是希望能夠幫助一些對(duì)于環(huán)路控制仍然迷茫困頓的同道.

環(huán)路控制的學(xué)習(xí)之路必然是崎嶇艱辛的，同時(shí)也是無(wú)止境的,究其原因是源于環(huán)路控制理論的博大精深,同時(shí)對(duì)于數(shù)學(xué)功底的要求相對(duì)較高。后面我們正式開(kāi)始學(xué)習(xí)開(kāi)關(guān)電源的環(huán)路控制.

環(huán)路控制中用到的參數(shù)概念

3、線性系統(tǒng)

線性系統(tǒng)：何謂線性，提到線性，我們大家直觀地會(huì)想到一根直線（或者線段）。這根直線的方向是任意的。如果我們用一條任意方向的直線函數(shù)來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)，我們就把這樣的系統(tǒng)定義為線性系統(tǒng)。在自動(dòng)控制原理中，線性系統(tǒng)最大的的特點(diǎn)就是它遵循疊加原理。

線性系統(tǒng)：何謂線性，提到線性，我們大家直觀地會(huì)想到一根直線（或者線段）。這根直線的方向是任意的。如果我們用一條任意方向的直線函數(shù)來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)，我們就把這樣的系統(tǒng)定義為線性系統(tǒng)。在自動(dòng)控制原理中，線性系統(tǒng)最大的的特點(diǎn)就是它遵循疊加原理。

4、線性定長(zhǎng)系統(tǒng)

線性定長(zhǎng)系統(tǒng)：現(xiàn)實(shí)世界中，我們分析數(shù)據(jù)的變化時(shí)，通常會(huì)與時(shí)間掛鉤。

當(dāng)一個(gè)線性系統(tǒng)不隨時(shí)間的變化而變化時(shí)，我們稱這樣的系統(tǒng)為線性定長(zhǎng)系統(tǒng)，也稱為線性時(shí)不變系統(tǒng)。

對(duì)于線性定常系統(tǒng)，任意時(shí)刻只要輸入的波形是一樣的，則系統(tǒng)輸出響應(yīng)的波形也總是同樣的。線性定常系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)均比時(shí)變系統(tǒng)或非線性系統(tǒng)容易得多。

5、線性時(shí)變系統(tǒng)

線性時(shí)變系統(tǒng)：線性系統(tǒng)中一個(gè)或多個(gè)參數(shù)隨時(shí)間的變化而變化，導(dǎo)致系統(tǒng)特性也隨時(shí)間而變化，稱為線性時(shí)變系統(tǒng)。

線性時(shí)變系統(tǒng)的特點(diǎn)是其輸出響應(yīng)的波形不僅同輸入波形有關(guān)，而且也同輸入信號(hào)加入的時(shí)間有關(guān)。該系統(tǒng)一般采用時(shí)域法描述。系統(tǒng)的函數(shù)通常由隨時(shí)間變化的參數(shù)的微分方程或差分方程描述。時(shí)變系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析比定常系統(tǒng)要復(fù)雜得多。

6、微積分和微分的概念

微積分的概念：在描述線性時(shí)變系統(tǒng)時(shí)，必不可少的會(huì)涉及到微積分方程的求解。

在這里從宏觀上講一講我對(duì)微積分的理解。首先大家需要了解的是微積分由牛頓和萊布尼茲共同發(fā)明的。

微積分這一工具出現(xiàn)之前，我們描述某一參數(shù)與時(shí)間的關(guān)系時(shí)，通常使用的方程只能描述在一時(shí)間段內(nèi)參數(shù)的變化趨勢(shì)，而如果想描述某一時(shí)刻參數(shù)的變化時(shí)，通常就束手無(wú)策。用數(shù)學(xué)語(yǔ)言的來(lái)表述就是當(dāng)時(shí)間無(wú)限短，如果我想知道這一時(shí)刻參數(shù)的變化，該怎么辦呢。巨人牛頓和萊布尼茲創(chuàng)造發(fā)明了微積分這一工具，從此難題得到了圓滿的解決。

那什么是微分呢，我不想用教科書上的概念來(lái)講解，我們用說(shuō)文解字的方法來(lái)描述吧。微表示小，短。但是到底多小，多短呢，極小極短，這個(gè)概念是否類似與數(shù)學(xué)中極值的思想呢。很顯然，這就是極值的思想。分有分析，分解的意思。

那微和分組合在一起，我們可以理解為微小變化的分析，此即為微分的概念。當(dāng)這個(gè)變化與時(shí)間掛鉤時(shí)，我們就說(shuō)這是求變量的微小時(shí)間變化的函數(shù)。引申一下，當(dāng)一變化量與某參數(shù)掛鉤時(shí)，我們就說(shuō)求該變量隨某一參數(shù)微小變化的函數(shù)。

7、非線性系統(tǒng)

非線性系統(tǒng)：區(qū)別于線性系統(tǒng)，有了上述線性系統(tǒng)的描述，理解非線性系統(tǒng)簡(jiǎn)單很多了。拿什么是非線性系統(tǒng)呢，簡(jiǎn)單明了的表述為系統(tǒng)方程為非線性的，即為非線性系統(tǒng)。

8、傳遞函數(shù)與傳輸函數(shù)

傳遞函數(shù)：在控制理論中，為描述線性定常系統(tǒng)的輸入與輸出的關(guān)系，我們引入傳遞函數(shù)這一概念。

何謂傳遞函數(shù)，線性定常系統(tǒng)中，當(dāng)初始條件為零時(shí)，輸出量（響應(yīng)函數(shù)）的拉普拉斯變換與輸入量（驅(qū)動(dòng)函數(shù)）的拉普拉斯變換之比即為傳遞函數(shù)。

系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與描述其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的微分方程是對(duì)應(yīng)的?？筛鶕?jù)組成系統(tǒng)各單元的傳遞函數(shù)和它們之間的聯(lián)結(jié)關(guān)系導(dǎo)出整體系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并用它分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性、穩(wěn)定性。

以傳遞函數(shù)為工具分析控制系統(tǒng)的方法稱為頻域法。傳遞函數(shù)中的復(fù)變量s在實(shí)部為零、虛部為角頻率時(shí)就是頻率響應(yīng)。

傳輸函數(shù)：區(qū)別于傳遞函數(shù)，定義為輸出函數(shù)除以輸入函數(shù)。

環(huán)路控制各名詞的解釋分析

下面準(zhǔn)備講解極點(diǎn)，零點(diǎn)，反相零點(diǎn)，右半平面零點(diǎn)，共軛復(fù)極點(diǎn)，穿越頻率，環(huán)路增益，相位裕量，瞬態(tài)響應(yīng)，電壓環(huán)路控制，電流環(huán)路控制，平均值電流模式控制，峰值電流模式控制，斜率補(bǔ)償，次諧波振蕩等概念。

由于自己從來(lái)沒(méi)有學(xué)過(guò)自動(dòng)控制這一塊，上述的概念在理解上感覺(jué)比較吃力，雖然花了時(shí)間惡補(bǔ)，但還是覺(jué)得有些吃力，堅(jiān)持，堅(jiān)持，再堅(jiān)持，努力，努力，再努力，相信自己。