开关直流电源被誉为高效节能型直流电源，它代表着稳压直流电源的发展方向，现已成为稳压直流电源的主流产品。一起，开关直流电源也是反应回路控制系统，所谓电路反应，就是指将扩大电路的输出量(电压或电流信号)的部分或悉数 ，经过一定办法(元件或网络)返送到输入回路的进程，完结输出量向输入端回送的电路称为反应元件或反应网络。
1 导言
安稳的反应环路对开关直流电源来说是非常重要的，如果没有足够的相位裕度和幅值裕度，直流电源的动态功用就会很差或者呈现输出振动。下面先介绍三种控制办法的各种零，极点的幅频和相频特性，再对最常用的反应调整器TL431的零、极点及特性进行剖析。Topswitch是市场上广泛使用的反激式直流电源的智能芯片，它的控制办法是比较复杂的电压型控制，内部集成了一部分补偿功用，最终剖析一个Topswitch规划的直流电源，对它的环路进行解剖。
2 环路补偿办法及 TL431 特性
2.1 单极点补偿
适用于电流型控制和作业在 DCM 办法而且滤波电容的 ESR 零点频率较低的直流电源。其主要效果原理是把控制带宽拉低，在功率部分或加有其他补偿的部分的相位到达 180 度曾经使其增益降到 0dB。
图 1
2.2 双极点，单零点补偿
适用于功率部分只要一个极点的补偿，例如一切电流型控制和非接连办法电压型控制。
图2
2.3 三极点、双零点补偿
适用于输出带LC谐振的拓扑，例如一切没有用电流型控制的电感电流接连办法拓扑。
图 3
2.4 TL431输出供电时的零极点特性
TL431是开关直流电源次级反应最常用的基准和差错扩大器件，其供电办法不同对它的传递函数有很大的影响。
图 4
其间：
从上面的公式能够看到，在输出直接给431供电的情况下，零点的方位在1/[2π(R+R1)C]处，而不是1/(2πRC)。即便没有R，只接一个C的情况下，零点还是存在，如果R1远大于R，零点的方位主要有反应网络的上分压电阻决议。为了按捺输出的开关纹波，有时在后面加一个LC滤波，其谐振频率一般大约为开关频率的1/10-1/20左右，这个频率一般远大于反应回路的带宽，其影响能够忽略。
3 实例剖析
下图是一个典型的Topswitch直流电源的控制环路，宽规模输入，12V/2.5A输出，原理图如下；
图 5
直流电源的反应环路图如下：
图 6
其开环传递函数为：
KPwr-功率部分传递函数；KLC-输出LC滤波部分传递函数；KFb-反应分压部分传递函数；Kea-反应补偿部分和光耦部分传递函数；KMod-调制器部分传递函数。在做补偿规划前，先计算出K1= KMod ×KPwr × KLC ×KFb的频率特性，依据实际情况断定出需求的规划方针KEa，然后经过规划TL431的相应补偿来完结KEa的要求。
3.1 除补偿部格外的小信号传递函数K1
在此规划中，因为上分压电阻直接接到 431 基准端，所以 Kfb=1。
规划补偿部分，先断定方针带宽，然后再规划补偿部分，使在方针带宽时的相位裕量大于45°，幅值裕度不管用上面哪种补偿办法都是自动满意的，所以规划时一般不必特别考虑。在用Topswitch规划的反激直流电源中，方针带宽除遭到一般反激直流电源的几个约束外（带宽要小于开关频率的1/2；右半平面零点的1/4；运放增益约束；输出电容类型的选等），还遭到内部7KHz极点的约束，一般不能太高，约1-2KHz。
3.2 TL431部分小信号传递函数
因为 TL431 用输出供电，其传递函数为：
函数有一个在原点的极点和一个零点：
R6，R9 巨细决议了增益，因为 R9 由零点的方位而决议，所以整个增益的巨细由调整R6 来断定。CTR 为光耦 PC817C 的实测电流传输比。补偿部分只要一个极点和零点，它们和Topswitch 里面的 7kHz 极点共同组成了一个 π 型补偿网络。7KHz 极点用来抵消输出滤波电
容零点，衰减噪音和开关纹波的干扰。
3.2 总开环呼应
整个环路的开环增益为 K1 和 KEa 的乘积，也就是两部分的增益和相位的代数和。
最终计算得到交越频率 1.16kHz，相位裕量 66.5°，满意环路安稳要求 。
4 总结
本文介绍了一些环路补偿的概念和基本规划办法，剖析了TL431在输出供电时的小信号特性，再剖析了一个详细的Topswitch反激使用的控制环路，相同能够把这些办法来运用到其他拓扑的剖析中，在次级用运算扩大器做反应控制时，如果光耦接在运放输出和直流电源输出
之间，TL431的剖析办法相同是适用的。
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