程控可調(diào)大功率電源方案分享之穩(wěn)壓電路設(shè)計大功率電源是目前工業(yè)領(lǐng)域中不可缺少的重要幫手，其中，大功率可調(diào)穩(wěn)壓電源作為一個主要分支，每年都有不少新產(chǎn)品面世。系統(tǒng)構(gòu)思簡述：本方案中的這種程控可調(diào)大功率電源，其主電路系統(tǒng)主要是由外部電源、大功率穩(wěn)壓電路、程控電壓涮節(jié)電路和抗負載干擾電路構(gòu)成。這一程控可調(diào)大功率電源通過穩(wěn)壓電路獲得穩(wěn)定輸出電壓，大功率電路提高電流輸出能力，程控電路自主調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電路的輸出電壓，抗負載干擾電路抑制穩(wěn)壓電路中出現(xiàn)的交流雜波和高頻尖峰來實現(xiàn)電源系統(tǒng)功能的。當負載電流遠大于穩(wěn)壓芯片標稱電流值時，主要是使用擴大輸出電流的方法來滿足大電流輸出要求的。有兩種方案可以選擇。方案1是通過大功率極管擴流完成，但是穩(wěn)壓電路的輸電壓中始終擺脫不了極管的非線性帶來的影響。方案2是通過外部電源驅(qū)動大功率MOS管實現(xiàn)大電流的，這種方式得到的輸出電壓比較穩(wěn)定，能夠滿足供電需求。抗負載干擾電路是采用電容濾波的方式來濾除電路中的交流雜波和高頻尖峰，實現(xiàn)電源電路的直流電壓輸出。測試電源的穩(wěn)定性指標衡量開關(guān)電源穩(wěn)定性的指標是相位裕度和增益裕度。相位裕度是指：增益降到0dB時所對應(yīng)的相位。增益裕度是指：相位為零時所對應(yīng)的增益大小(實際是衰減)。在實際設(shè)計開關(guān)電源時，只在設(shè)計反激變換器時才考慮增益裕度，設(shè)計其它變換器時，一般不使用增益裕度。在開關(guān)電源設(shè)計中，相位裕度有兩個相互獨立作用：一是可以阻尼變換器在負載階躍變化時出現(xiàn)的動態(tài)過程；另一個作用是當元器件參數(shù)發(fā)生變化時，仍然可以系統(tǒng)穩(wěn)定。相位裕度只能用來“小信號穩(wěn)定”。在負載階躍變化時，電源不可避免要進入“大信號穩(wěn)定”范圍。工程中我們認為在室溫和標準輸入、正常負載條件下，環(huán)路的相位裕度要求大于45°。在各種參數(shù)變化和誤差情況下，這個相位裕度足以確保系統(tǒng)穩(wěn)定。如果負載變化或者輸入電壓范圍變化非常大，考慮在所有負載和輸入電壓下環(huán)路和相位裕度應(yīng)大于30°。樣的電源算穩(wěn)定？測試標準是波特圖對應(yīng)于小信號(理論上的小信號是無限小的)擾動時系統(tǒng)的響應(yīng)；但是如果擾動很大，系統(tǒng)的響應(yīng)可能不是由反饋的線性部分決定的，而可能是由非線性部分決定的，如運放的壓擺率、增益帶寬或者電路中可能達到的.小、.大占空比等。當這些因素影響系統(tǒng)響應(yīng)時，原來的系統(tǒng)就會表現(xiàn)為非線性，而且傳遞函數(shù)的方法就不能繼續(xù)使用了。因此，雖然小信號穩(wěn)定是必須滿足的，但還不足以電源的穩(wěn)定工作。因此，在設(shè)計電源環(huán)路補償時，不但要考慮信號電源系統(tǒng)的響應(yīng)特性，還要處理好電源系統(tǒng)的大信號響應(yīng)特性。電源系統(tǒng)對大信號響應(yīng)特性的優(yōu)劣可以通過負載躍變響應(yīng)特性和輸入電壓躍變響應(yīng)特性來判斷，負載躍變響應(yīng)特性和輸入電壓躍變響應(yīng)特性存在很強的連帶關(guān)系，負載躍變響應(yīng)特性好，則輸入電壓躍變響應(yīng)特性一定好。對開關(guān)電源環(huán)路穩(wěn)定性判據(jù)的理論分析是很復(fù)雜的，這是因為傳遞函數(shù)隨著負載條件的改變而改變。各種不同線繞功率元器件的有效電感值通常會隨著負載電流而改變。此外，在考慮大信號瞬態(tài)的情況下，控制電路工作方式轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷€性工作方式，此時僅用線性分析將無法得到完整的狀態(tài)描述。