UC2844/UC3842作為widelyused的脈寬調(diào)制（PWM）控制器，提供了兩種主要的反饋方式：FB腳反饋與Comp腳反饋。本文將深入剖析這兩種反饋方式的工作原理、電路構(gòu)成及其在開關(guān)電源設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn)，旨在為電源設(shè)計(jì)工程師提供一份詳實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)參考資料。
一、反饋方式概述
UC2844/UC3842的兩種反饋方式在電路設(shè)計(jì)與系統(tǒng)穩(wěn)定性方面各有特點(diǎn)，其核心區(qū)別在于反饋信號(hào)的來源與處理機(jī)制。
（一）FB腳反饋
FB腳（誤差放大器反相輸入端）反饋方式通過監(jiān)測(cè)輸出電壓的變化，經(jīng)隔離元件傳遞至控制器，進(jìn)而調(diào)節(jié)PWM占空比，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定控制。其反饋信號(hào)的方向與輸出電壓的變化趨勢(shì)相反，即輸出電壓降低時(shí)，反饋信號(hào)促使占空比增大，提升輸出電壓。
（二）Comp腳反饋
Comp腳（誤差放大器輸出端）反饋方式則直接利用誤差放大器的輸出信號(hào)調(diào)節(jié)PWM占空比。當(dāng)Comp腳電壓升高時(shí)，占空比增大，輸出電壓相應(yīng)提升。Comp腳反饋信號(hào)的方向與輸出電壓的變化趨勢(shì)相同，即輸出電壓降低時(shí)，反饋信號(hào)促使占空比增大，提升輸出電壓。
二、反饋原理詳析
（一）FB腳反饋原理
電路構(gòu)成與信號(hào)流向
以常見的24V輸出電源為例，輸出電壓經(jīng)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)接入光耦PC817的發(fā)光二極管。光耦的光敏三極管與控制器的FB腳相連，同時(shí)FB腳與誤差放大器的反相輸入端相連。
誤差放大器的同相輸入端通常接基準(zhǔn)電壓源，用于與反饋信號(hào)進(jìn)行比較。
反饋調(diào)節(jié)過程
當(dāng)輸出電壓24V減小時(shí)，流過分壓電阻的電流降低，光耦發(fā)光二極管的電流相應(yīng)減小。由于光耦光敏三極管的基極電流減小，其集電極-發(fā)射極之間的導(dǎo)通程度減弱，等效電阻增大，導(dǎo)致FB腳電壓降低。
FB腳電壓的降低使得誤差放大器輸出電壓升高，進(jìn)而增大PWM占空比，使功率器件導(dǎo)通時(shí)間延長，輸出電壓回升，完成反饋調(diào)節(jié)。
（二）Comp腳反饋原理
電路構(gòu)成與信號(hào)流向
以常見的48V輸出電源為例，輸出電壓經(jīng)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)接入TL431的參考端。TL431的陰極與光耦PC817的發(fā)光二極管相連，光耦的光敏三極管與誤差放大器的輸出端（Comp腳）相連。
誤差放大器的輸出信號(hào)直接作用于PWM調(diào)制電路，調(diào)節(jié)占空比。
反饋調(diào)節(jié)過程
當(dāng)副邊48V輸出電壓降低時(shí)，TL431的參考端電壓隨之降低，TL431的陰極電流減小。由于光耦發(fā)光二極管的電流減小，光敏三極管的基極電流降低，集電極-發(fā)射極之間的導(dǎo)通程度減弱，等效電阻增大。
此時(shí)，誤差放大器輸出端（Comp腳）的電壓升高，占空比增大，功率器件導(dǎo)通時(shí)間延長，輸出電壓回升，完成反饋調(diào)節(jié)。
三、RC網(wǎng)絡(luò)的作用
在采用FB腳反饋方式時(shí)，通常在誤差放大器的輸出端（Comp腳）與FB腳之間并聯(lián)一個(gè)電阻和電容。電阻的作用是設(shè)置誤差放大器的閉環(huán)增益，即放大倍數(shù)，類似于在軟件控制中調(diào)整PI（比例-積分）控制器的參數(shù)，用于優(yōu)化系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，如調(diào)節(jié)超調(diào)量、穩(wěn)定時(shí)間等。電容則用于濾波，消除高頻噪聲干擾，提高系統(tǒng)的抗干擾能力與穩(wěn)定性。通過合理選配RC參數(shù)，可使系統(tǒng)在快速性與穩(wěn)定性之間取得平衡，滿足不同應(yīng)用場景對(duì)電源性能的要求。
四、兩種反饋方式的對(duì)比與應(yīng)用要點(diǎn)
（一）反饋信號(hào)方向
Comp腳反饋
Comp腳連接誤差放大器輸出端，當(dāng)Comp腳電壓升高，表明誤差放大器輸出增大，系統(tǒng)檢測(cè)到輸出電壓低于預(yù)期值，PWM占空比增大，輸出電壓升高。
FB腳反饋
FB腳連接誤差放大器反相輸入端，當(dāng)FB腳電壓降低，說明輸出電壓低于預(yù)期值，誤差放大器輸出增大，PWM占空比增大，輸出電壓升高。
（二）系統(tǒng)響應(yīng)特性
Comp腳反饋
Comp腳反饋方式屬于外環(huán)反饋，誤差放大器輸出信號(hào)直接作用于PWM調(diào)制電路，系統(tǒng)響應(yīng)相對(duì)較快。然而，由于Comp腳輸出信號(hào)同時(shí)受誤差放大器的動(dòng)態(tài)特性與PWM調(diào)制特性影響，其穩(wěn)定性調(diào)節(jié)較為復(fù)雜，需要綜合考慮誤差放大器的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)與PWM環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)特性。
FB腳反饋
FB腳反饋方式屬于內(nèi)環(huán)反饋，反饋信號(hào)需經(jīng)過誤差放大器處理后再作用于PWM調(diào)制電路，系統(tǒng)響應(yīng)相對(duì)較慢。但其反饋信號(hào)直接與誤差放大器的輸入基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，誤差放大器的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)相對(duì)簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定性較易調(diào)節(jié)。
（三）適用場景
Comp腳反饋
適用于對(duì)輸出電壓精度要求較高、負(fù)載變化頻繁且幅值較大的場合，如通信電源、服務(wù)器電源等。在這些應(yīng)用中，負(fù)載的快速變化可能導(dǎo)致輸出電壓大幅波動(dòng)，Comp腳反饋的快速響應(yīng)特性能夠及時(shí)調(diào)節(jié)占空比，維持輸出電壓的穩(wěn)定。
FB腳反饋
適用于對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性要求較高、負(fù)載變化相對(duì)緩慢的場合，如工業(yè)控制電源、儀器儀表電源等。在這些應(yīng)用中，負(fù)載變化較為平穩(wěn)，F(xiàn)B腳反饋方式的穩(wěn)定特性能夠有效抑制輸出電壓的紋波與噪聲，提高電源的輸出質(zhì)量。
五、注意事項(xiàng)
（一）光耦工作原理與選型
工作原理
光耦（光電耦合器）在兩種反饋方式中均作為關(guān)鍵的隔離元件。其工作原理基于光電效應(yīng)，輸入側(cè)的發(fā)光二極管將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，輸出側(cè)的光敏三極管將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電氣隔離。光耦的電流傳輸比（CTR）是衡量其性能的重要參數(shù)，它表示輸出側(cè)光敏三極管的集電極電流與輸入側(cè)發(fā)光二極管的正向電流之比，直接影響反饋信號(hào)的精度與穩(wěn)定性。
選型要點(diǎn)
在電源設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的性能要求選擇合適的光耦型號(hào)。對(duì)于高精度電源，應(yīng)選擇CTR穩(wěn)定性高、線性度好的光耦；對(duì)于高可靠性要求的應(yīng)用，應(yīng)選擇抗干擾能力強(qiáng)、壽命長的光耦。同時(shí)，需考慮光耦的響應(yīng)速度、工作溫度范圍等參數(shù)，確保其在系統(tǒng)的工作條件下可靠運(yùn)行。
（二）誤差放大器的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
Comp腳反饋
在Comp腳反饋方式中，誤差放大器的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)通常由電阻、電容等元件構(gòu)成，用于調(diào)節(jié)誤差放大器的頻率特性，使其在不同的工作頻率下具有合適的增益與相位裕度。設(shè)計(jì)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需結(jié)合系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求與穩(wěn)定性要求，采用波特圖分析法或根軌跡法等方法進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化。
FB腳反饋
在FB腳反饋方式中，誤差放大器的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)相對(duì)簡單，但仍需根據(jù)系統(tǒng)的性能要求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。通常，通過在誤差放大器的輸入端或輸出端添加濾波電容、串聯(lián)電阻等元件，可改善系統(tǒng)的頻率特性，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。
（三）啟動(dòng)電路與保護(hù)電路設(shè)計(jì)
啟動(dòng)電路
UC2844/UC3842的啟動(dòng)電壓通常為16V左右（不同型號(hào)略有差異）。在系統(tǒng)上電時(shí)，需設(shè)計(jì)啟動(dòng)電路為控制器提供初始工作電壓。常見的啟動(dòng)電路包括電阻分壓啟動(dòng)、輔助繞組啟動(dòng)等。電阻分壓啟動(dòng)電路簡單，但功耗較大；輔助繞組啟動(dòng)電路效率高，但需增加變壓器的繞組數(shù)量。在設(shè)計(jì)啟動(dòng)電路時(shí)，需綜合考慮系統(tǒng)的功率等級(jí)、啟動(dòng)時(shí)間等要求，選擇合適的啟動(dòng)方式。
保護(hù)電路
為提高電源系統(tǒng)的可靠性和安全性，需設(shè)計(jì)完善的保護(hù)電路。常見的保護(hù)功能包括過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)等。在兩種反饋方式中，均可通過在控制器的相應(yīng)引腳添加保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)。例如，在UC2844/UC3842的欠壓保護(hù)引腳（UV）添加分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電壓的欠壓監(jiān)測(cè)；在誤差放大器的輸入端添加限流電阻和穩(wěn)壓二極管，可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的過壓保護(hù)。保護(hù)電路的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用場景和安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，確保電源在異常工作條件下能夠及時(shí)保護(hù)，避免損壞。
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