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聊聊電源中分壓電阻的反饋原理

01、前言

先鞏固一下電阻基礎(chǔ)知識。

1.1 電阻定義

導(dǎo)體對電流的阻礙作用稱為導(dǎo)體的電阻,導(dǎo)體的電阻越大,意味著導(dǎo)體對電流的阻礙作用更大,它屬于耗能元件。導(dǎo)體的電阻一般用R表示,電阻的單位是歐姆,一般用Ω表示。

封裝0603以上的電阻(包含0603)在表面都印有絲印。

1.2 貼片電阻的絲印

絲印展示出了2層意義:阻值大小和精度。

常見的貼片電阻絲印標(biāo)注方法有:

3位數(shù)或4位數(shù)的絲印,帶字母“R”的絲印,帶數(shù)字和R之外字母的絲印

(1)3位數(shù)標(biāo)注,前兩位是有效數(shù)字,第3位是10的冪

如103代表10*10^3Ω=10000Ω=10KΩ

(2)4位數(shù)標(biāo)注,前三位代表有效數(shù)字,后一位代表10的冪

如1002=100*10^2Ω= 10KΩ;

(3)帶字母“R”的絲印,用R表示小數(shù)點(diǎn)的位置

如5R6=5.6Ω,5R06=5.06Ω,可見,R后面是否帶0對應(yīng)的阻值是不一樣的。

1.3 貼片電阻的精度

電阻精度一般用字母表示。

電阻最常用的精度是1%和5%。

一般場合使用5%精度,有精度要求的使用1%電阻,比如DCDC,電流采樣,特殊要求的根據(jù)實(shí)際情況選擇更高精度的。

02、電阻的作用

2.1 輸出電壓設(shè)置

電阻第一個(gè)作用,用在電源電路上做分壓網(wǎng)絡(luò)。

在開關(guān)電源的電源管理芯片中,F(xiàn)B引腳(Feedback,反饋引腳)是核心功能引腳之一,主要是用于實(shí)現(xiàn)輸出電壓的閉環(huán)控制,確保電源輸出穩(wěn)定。而通過設(shè)置FB引腳上的電阻大小就能設(shè)置輸出電壓的大小。

2.2 FB引腳的核心定義

FB引腳的本質(zhì)是反饋信號輸入端,主要作用是將電源的輸出電壓(或電流)信息傳遞給芯片內(nèi)部的誤差放大器(Error Amplifier,EA),通過與芯片內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓(VREF)比較,生成控制信號(PWM波)控制開關(guān)管(開關(guān)電源中的MOS管)的導(dǎo)通時(shí)間,最終使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定目標(biāo)值。

2.3 FB引腳的學(xué)習(xí)重點(diǎn)

聊聊最近了解的FB引腳的重點(diǎn),閉環(huán)控制系統(tǒng)的邏輯。

輸出電壓Vout變化→FB采樣電壓VFB偏離VREF→誤差放大器輸出調(diào)整信號(電壓環(huán)運(yùn)放輸出反饋信息)→LDO根據(jù)反饋信息調(diào)整開關(guān)管導(dǎo)通程度,開關(guān)電源調(diào)整開關(guān)管占空比→Vout回到設(shè)定值。

對于開關(guān)電源來說,通常采用是雙環(huán)(電壓環(huán)+電流環(huán))控制的閉環(huán)系統(tǒng)。引腳FB監(jiān)測輸出電壓大小,通過分壓電阻采樣Vout信息,傳遞給IC內(nèi)部的電壓環(huán),電壓環(huán)運(yùn)放把反饋電壓和基準(zhǔn)電壓比較,隨后反饋電壓信息給電流環(huán),電流環(huán)根據(jù)反饋信息輸出方波控制開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間。

其中電壓環(huán)的引腳對應(yīng)的是FB,主要做的是輸出電壓反饋;電流環(huán)的引腳對應(yīng)的是CS(Current Sense,電流檢測)用于檢測電感或變壓器的電流,帶有雙環(huán)的系統(tǒng)響應(yīng)更快,但是環(huán)路設(shè)計(jì)更復(fù)雜。

比如說找一個(gè)ACDC電源管理芯片,從JW1502規(guī)格書來看,通常都是FB,CS共存。

電源IC的引腳說明如下。

CS引腳:電流檢測輸入引腳,即檢測變壓器的原邊電流,一般是Ipeak@反激開關(guān)電源的峰值電流檢測模式。

FB引腳:系統(tǒng)反饋引腳,它根據(jù)輔助繞組的電壓來調(diào)節(jié)CV模式下的輸出電壓和CC模式下的輸出電流。主要意思是輸出電壓Vout和輔助繞組電壓Vaux是有匝比關(guān)系的,這個(gè)IC是原邊反饋模式,所以采集輔助繞組電壓電壓就是采集輸出電壓@CV模式下,而@CC模式下采集輔助繞組的輸出電流。

本期內(nèi)容可能存在不夠準(zhǔn)確或理解有偏差的地方,也歡迎大家指正和交流!

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