電壓反饋環(huán)的唯一功能就是使輸出電壓保持在一個(gè)固定值。但考慮負(fù)載瞬態(tài) 響應(yīng)、輸出精度、多路輸出、隔離輸出等方面，電壓反饋的設(shè)計(jì)就變得很復(fù)雜 了。上述每一個(gè)方面對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)都很棘手，但是如果掌握了設(shè)計(jì)步驟，這些方 面都可以很容易地得到解決。
　　電壓反饋環(huán)的核心部分是一個(gè)稱為誤差放大器的高增益運(yùn)算放大器，這部分 僅僅是個(gè)高增益的放大器而已，它把兩個(gè)電壓的誤差放大，并產(chǎn)生電壓誤差信 號(hào)。在電源系統(tǒng)中，這兩個(gè)電壓一個(gè)是參考電壓，而另一個(gè)則是輸出電壓。輸出 電壓在輸入到誤差放大器之前先進(jìn)行分壓，分壓的比例為電壓參考值與額定輸出 電壓的比值。這樣，在額定輸出電壓時(shí)，誤差放大器產(chǎn)生一個(gè)“零誤差”點(diǎn)。如 果輸出偏離額定值，放大器的輸出誤差電壓就會(huì)明顯地改變，電源系統(tǒng)用該誤差 電壓來(lái)校正脈寬，從而使輸出電壓回到額定值。
　　針對(duì)誤差放大器，有兩個(gè)主要的設(shè)計(jì)問(wèn)題：一方面是要有很高的直流增益， 以改善輸出負(fù)載調(diào)節(jié)性能；另一方面是要有很好的高頻響應(yīng)特性，以提高負(fù)載的 瞬態(tài)響應(yīng)。輸出負(fù)載調(diào)節(jié)性能是指被檢測(cè)的輸出端上的負(fù)載改變時(shí)，輸出電壓的 偏離程度。瞬時(shí)響應(yīng)是指輸出負(fù)載發(fā)生跳變時(shí)，輸出電壓恢復(fù)到原值的快慢。設(shè) 計(jì)反饋環(huán)的補(bǔ)償器時(shí)，都會(huì)遇到這些問(wèn)題，在附錄B中對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì) 的說(shuō)明。
　　下面是一個(gè)基本的無(wú)隔離、單輸出開(kāi) 關(guān)電源電壓反饋環(huán)的應(yīng)用例子。如果忽略 誤差放大器的補(bǔ)償，設(shè)計(jì)就很簡(jiǎn)單了。設(shè) 計(jì)的輸出電壓為5V，控制1C內(nèi)部提供的 參考電壓是2.5V，見(jiàn)圖3-43。
　　在開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候，要先確定通過(guò)輸 出電壓分壓電阻的檢測(cè)電流的大小。為了 使設(shè)計(jì)補(bǔ)償器參數(shù)時(shí)有一個(gè)比較合理的 值，電阻分壓器的上臂電阻值選在1.5～圖3_43無(wú)隔離電壓反饋電路
　　15k()的范圍之內(nèi)。如果電阻分壓器的檢測(cè)電流取1mA，則分壓器的下臂電阻& 就可以按下式算出：
　　R{ =2.5V/0.001A = 2.5kn
　　輸出電壓的精確度直接受到分壓電阻和參考電壓的精度影響。所有誤差累加 起來(lái)決定了最后的精確度，也就是說(shuō)，如果分壓器所用的是兩個(gè)精度為1%的電 阻，所用的參考電壓的精度為2%，則最后輸出電壓的精度就為4%。另外，放 大器的輸入失調(diào)電壓也會(huì)引起誤差，這個(gè)誤差等于放大器的輸入失調(diào)電壓除以電 阻分壓器的分壓。所以，如果在這個(gè)設(shè)計(jì)例子中，放大器的最大失調(diào)電壓是 10mV，那么輸出電壓誤差就是20mV，且這個(gè)值會(huì)隨著溫度而漂移。
下面繼續(xù)對(duì)這個(gè)例子進(jìn)行設(shè)計(jì)，假設(shè)選用1%精度的電阻，其阻值為 2.49kO，貝IJ實(shí)際的檢測(cè)電流為
　　Is =2.5 V/2.49kO = 1.004mA 電阻分壓器的上臂電阻足為
　　R2= (5.0V-2.5Y) /1.004mA = 2.49kn
　　這樣就完成了電阻分壓器的設(shè)計(jì)。接下來(lái)要設(shè)計(jì)放大器的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，以得到直流 增益和帶寬性能。
　　如果電源是多路輸出的，那么輸出端的交叉調(diào)整性能是要考慮的一個(gè)方面。 通常電壓放大器只能檢測(cè)一個(gè)或幾個(gè)輸出端，而沒(méi)有被檢測(cè)的輸出端只能通過(guò)變 壓器或輸出濾波器本身固有的交叉調(diào)整功能進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣的調(diào)整性能比較差， 也就是說(shuō)，被檢測(cè)的輸出端上的負(fù)載變化時(shí)，會(huì)使沒(méi)有被檢測(cè)的輸出端的輸出明 顯改變。相反，如果沒(méi)有被檢測(cè)的輸出端上的負(fù)載改變時(shí)，并不能完全通過(guò)變壓 器耦合到被檢測(cè)的輸出端而被檢測(cè)到，因而不能對(duì)它進(jìn)行很好的調(diào)節(jié)。
　　為了很好地改善輸出端的交叉調(diào)整性能，可以通過(guò)檢測(cè)多個(gè)輸出電壓來(lái)實(shí) 現(xiàn)，這叫做多輸出檢測(cè)。通常并不是真的去檢測(cè)所有的輸出端，這樣做實(shí)際上也 是沒(méi)有必要的。下面的例子用來(lái)說(shuō)明怎樣改善輸出端的交叉調(diào)整性能，該例子是 有+ 5V、+ 12V和-12V輸出的典型的反激式變換器。這個(gè)變換器的+5V輸出端 從半載到滿載變化時(shí)，+ 12V端變到+ 13.5V，- 12V端變到-14.5V。
　　這表明，變壓器具有的交叉調(diào)整性能很差，這可以通過(guò)3.5.9節(jié)介紹的多線 繞組技術(shù)稍微進(jìn)行改善。如果對(duì)+ 5V和+ 12V端都進(jìn)行檢測(cè)，則+ 5V端的負(fù)載 如前面所述變化時(shí)，+ 12V端變到+ 12.25V，- 12V端變到-12.75V?！　《噍敵龆藱z測(cè)是通過(guò)把電壓檢測(cè)電阻 分壓器的上臂用兩個(gè)并聯(lián)電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)，這 兩個(gè)電阻的上端分別接到不同的輸出端 上，見(jiàn)圖3-44。

　　電阻分壓器的中點(diǎn)就成了電流的交匯 點(diǎn)，在這里總電流是每個(gè)被檢測(cè)的輸出端 流出的電流總和。輸出功率比較大的輸出 端，通常對(duì)輸出調(diào)節(jié)的要求比較高，因而 應(yīng)占檢測(cè)電流的主要部分。輸出功率比較 小的輸出端占剩下的檢測(cè)電流部分。每個(gè) 輸出端占檢測(cè)電流的百分比就表明了該輸出端被調(diào)節(jié)的程度。
　　再看一下有+ 5V、+12V和-12V輸出的電源，由于±12V通常是給運(yùn)算放 大器供電的，這些運(yùn)算放大器相對(duì)來(lái)說(shuō)不大會(huì)受到和變化的影響，所以 對(duì)這兩個(gè)輸出端的調(diào)節(jié)要求可以寬松一點(diǎn)。用這節(jié)第一個(gè)例子的參數(shù)，&取 2.49ka檢測(cè)電流為1.004mA。
　　第一步要分配電流比例，輸出端提供的檢測(cè)電流越少，對(duì)它的調(diào)節(jié)程度就越 低。讓+ 5V輸出端的電流占70%，+12V端的電流占30%，則/?2為
R2= (5.0V-2.5V) / (0.7xl.004mA) =35570 (取最接近值 3.57kn)
　　+ 12V端上的電阻尺3為
　　R3= (12V-2.5V) / (0.3 x 1.004mA) =31.5kn 最接近的值是31.6k()。
　　用多輸出檢測(cè)電路時(shí)，所有輸出負(fù)載變化時(shí)，應(yīng)該都可以改善交叉調(diào)整性 能。　　電壓反饋?zhàn)詈笠徊绞欠答伕綦x的問(wèn)題，當(dāng)考慮到輸入電壓會(huì)造成控制器損壞 時(shí)，就要用反饋隔離（輸入直流電壓大于42.5V)。電氣隔離有兩種可用的方法: 光隔離（光隔離器）和電磁隔離（變壓器）。這部分主要是介紹使用比較普遍的 隔離方法，也就是用光隔離器把反饋環(huán)與主電路隔離。光隔離器的CtlT〔電流傳 送比（或/wt//in))會(huì)隨溫度而漂移，也會(huì)隨著使用時(shí)間增加而逐漸變差，而且 各個(gè)光耦隔離器的誤差范圍也相差比較大。CtlT是用百分比來(lái)衡量的電流增益。 為了補(bǔ)償光隔離器的這些差異而不使用電位器，要把誤差放大器放在光隔離器的 二次側(cè)（或輸入側(cè)）。誤差放大器可以檢測(cè)到光隔離器漂移引起的其輸出端的偏 移，然后相應(yīng)地去調(diào)整電流。典型的反饋隔離電路見(jiàn)圖3-45。

　　圖3-45光隔離的電壓反饋環(huán)電路例子
　?。?原圖誤為/2。譯者注
　　Ｌ 原圖誤為譯者注
　　二次側(cè)的誤差放大器通常采用TL431。TL431是一個(gè)三端封裝的器件，內(nèi)部 有一個(gè)具有溫度補(bǔ)償?shù)碾妷簠⒖荚春鸵粋€(gè)放大器。正常工作時(shí)，它需要有一個(gè)最 小為1.0mA的連續(xù)電流流入輸出引腳，輸出信號(hào)就加到這個(gè)偏置電流上。
　　在這個(gè)例子中，控制IC (UC3843AP)上的誤差放大器通過(guò)輸入端的連接使 它不能工作，這樣就保證輸出端是高電平。電阻的阻值并不是很重要（每個(gè) 取lOkQ)。補(bǔ)償引腳內(nèi)部有一個(gè)1.0mA的電流源，在全額輸出情況下，就可以得 到一個(gè)+ 4.5V的“高”電壓。
　　用來(lái)改變補(bǔ)償器的輸出值從而調(diào)節(jié)輸出脈寬的網(wǎng)絡(luò)，是個(gè)電流求和網(wǎng)絡(luò)。
　　保證從TL431來(lái)的工作電流通過(guò)光隔離器耦合，不會(huì)影響控制1C內(nèi)部1mA的 上拉電流源，當(dāng)要全額輸出脈寬時(shí)，這引腳上仍可以得到+4.5V的電壓。在全 額輸出時(shí)，最壞情況下的最小電流是
　　二 1 2mA x 130% 二 1  56mA
　　這時(shí)圮為
　　R, = (0.5V) / (1.56mA-1.0mA)
　　二892n〔取82〇n (S安傘裕量））
　　為了得到0.3V的最小輸出，光隔離器要給補(bǔ)償引腳提供史多的電流。要達(dá)到這 個(gè)B的，光隔離器傳送的電流大小為
　　4(max)二(4.5V-0.3V) /82〇a = 5.12inA 用光隔離器LED上的最大壓降和TM31上端電壓，就可以確記/?2的大小了。
　　R2 = (5V- (1.4V + 2.5V)) /5.12mA
　　二2i4n〔取2〇on (留安全裕最）〕
　　用來(lái)檢測(cè)輸出電壓的電阻與前面例子中用來(lái)交叉檢測(cè)的電阻的設(shè)計(jì)一樣。這 樣電壓反饋這部分就只剩下誤差放大器的補(bǔ)償器設(shè)計(jì)了（見(jiàn)附錄B)。在設(shè)計(jì)中， 要提醒設(shè)計(jì)者的是：誤差和溫度漂移在隔離反饋設(shè)計(jì)屮占很人的部分，需要對(duì)這 些部分的計(jì)算值進(jìn)行調(diào)整。比如光隔離器的ChT可能在300%的范圍內(nèi)變化，這 就要在電路屮加電位器。有些光隔離器制造r商根據(jù)（^進(jìn)行分類，這樣它的 ctn.變化范圍就很小，仍這種光隔離器很少，制造廠商也不愿這么做。另外參考 電樂(lè)也要像TL431 樣進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
　　輸丨I1,的精度通常要求參考量的變化在2%內(nèi)，W于電壓取樣的電阻分壓器卜. 的電阻精度要在1%以內(nèi)。輸出的精度就是這呰誤差的總和加上變樂(lè)器匝數(shù)的誤
　　差。
　　電壓反饋的設(shè)計(jì)有很多變化，但上L&J介紹的是最簡(jiǎn)單的，也是用得最普遍的
　　方法。