電源環(huán)路補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)——控制框圖

控制框圖是一種描述控制系統(tǒng)的一種圖形數(shù)學(xué)模型，它能讓人更好地理解動態(tài)系統(tǒng)的組成和互聯(lián)。

1.控制框圖

控制框圖建模和傳遞函數(shù)模型描述了整個(gè)系統(tǒng)的因果(輸入-輸出)關(guān)系。例如，已知教室里的加熱系統(tǒng)的簡化控制框圖，如下圖所示，通過設(shè)置期望溫度，也稱為輸入，可以打開鍋爐為房間提供熱量。這個(gè)過程相對直接。實(shí)際的室溫也稱為輸出，通過恒溫器內(nèi)的傳感器測量。恒溫器內(nèi)的簡單電路將實(shí)際室溫與期望室溫進(jìn)行比較(比較器)。如果室溫低于期望溫度，將產(chǎn)生誤差電壓。誤差電壓作為開關(guān)打開氣體閥門從而打開鍋爐(或執(zhí)行器)。打開教室的門窗會造成熱量損失，這自然會干擾加熱過程(擾動)。

房間的溫度是由輸出傳感器不斷監(jiān)測的，測量輸出并將它與輸入進(jìn)行比較以建立誤差信號的過程稱為反饋。注意，這里的誤差電壓使鍋爐打開，當(dāng)誤差達(dá)到零時(shí)，鍋爐最終關(guān)閉。

本例中，控制框圖只是簡單地展示了系統(tǒng)組成部分之間的相互作用，并沒有給出數(shù)學(xué)細(xì)節(jié)。如果系統(tǒng)所有元件的數(shù)學(xué)關(guān)系和函數(shù)關(guān)系已知，則控制器可以作為系統(tǒng)分析或者計(jì)算求解的工具。

大多數(shù)控制系統(tǒng)控制框圖中的典型元件如下。

●比較器

●表示單個(gè)元件傳遞函數(shù)的方框，包括輸入信號變換器、輸出傳感器、執(zhí)行器、控制器、對象(被控變量的元件)

●輸入或參考信號

●輸出信號

●擾動信號

●反饋回路

圖2中展示了這些元件互聯(lián)的結(jié)構(gòu)。可以對比圖1和圖2，為每個(gè)系統(tǒng)找到控制術(shù)語。

2.開關(guān)電源的系統(tǒng)框圖

開關(guān)電源系統(tǒng)眾所周知，開關(guān)電源是一個(gè)典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)。下圖是一個(gè)典型的反饋控制系統(tǒng)的框圖：

在反饋控制系統(tǒng)中，控制器對被控對象施加的控制作用是取自被控量（即輸出量）的反饋信息，用來不斷地修正被控量與給定值之間的偏差，從而實(shí)現(xiàn)對被控對象進(jìn)行控制任務(wù)，這就是反饋控制的原理。

對于一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)而言，往往伴隨著外界的擾動，則系統(tǒng)的輸出將會受到擾動的影響：

開關(guān)電源是一個(gè)典型的反饋控制系統(tǒng)，將上圖對應(yīng)到開關(guān)電源：

在開關(guān)電源的環(huán)路分析中，通常我們把誤差放大器部分叫做補(bǔ)償電路（Compensation Circuit），把PWM發(fā)生器和功率拓?fù)洌ㄕぁ⒎醇?、半橋、全?....）合并叫做功率級（Power Stage），于是有：

實(shí)際上，我們所說的環(huán)路控制，主要是在補(bǔ)償電路上下功夫。

3.反饋控制系統(tǒng)的4大傳遞函數(shù)

閉環(huán)控制系統(tǒng)的典型框圖如圖所示?？刂葡到y(tǒng)外作用一般有兩類信號，一類是系統(tǒng)給定輸入信號R(s)，另一類是系統(tǒng)擾動輸入信號D(s)。研究系統(tǒng)受控量的變化規(guī)律，不僅要考慮給定信號的作用，還要考慮擾動信號的作用。