原创 尽力破解高砂製作所EX系列电源设计思想(三)

 理解高砂的EX-375的控制板需要很多的耐心，初看很难理解他敢用那么多的单排插头插座，欧姆龙产的继电器。在传统观念中插头数量和电位器数量越多实际代表系统的调试繁琐易出错；而且继电器由于是机械触点，其使用寿命也受限制，这些因素综合起来以往观念是影响系统的可靠性，可在这台机器中先是看到十年左右插件插针依然是如新，电位器漆封也不是多圈的，但电位器指示大概的调节范围，继电器是欧姆龙的品种，从选料上可以看出人家设计之初想得一定为了性能用真货好货，系统复杂从根上解决选料问题，这好比厨师手艺再好，没有好的材料也做不了大餐；呵呵，相反用同样好的材料，不同的厨师做菜的水平差距也会很大，和做设计一个样，都是用同样的运放，不同人设计得到的水平也是符合这个道理。
    细细体会这块控制板上开关电源控制的理解不难看出人家对于闭环控制环设计上还是下了很多工夫，板上继电器是为了切换不同输出状态下比例积分参数的调整，首先选择继电器而没有用模拟开关是个特殊方面，此问题尚待分析。其次能够看出系统中比例参数有三种，积分参数也有三种，这样组合下来，PI参数组达到9种，系统的控制精度要求和动态响应实际就是靠这9种PI参数决定，而余下的运放和数字电路则是根据系统的设定和输出状态决定用哪套PI参数。这是一个类似的推理决定参数系统，而且设计得很巧妙。相比国内开关电源系统的许多控制环路设计我们也不难明白为何轻载重载各种状态下精度和稳定性不佳的原因，很简单大部分控制换只有一套PI参数,很难做到最佳输出状态。记得数年前师傅曾无意中经讲过PID的系统的稳定裕度只有0.5，我个人土点的理解就是系统的某个参数变化不能超过50％时PID控制状态已经不是最佳。那么我们也不难理解为何这个高砂电源控制板为何如此复杂的原因，虽然只有375瓦的输出功率，它可以输出12V以下都能输出25A,24V以下能达到12.5A......60V能达到6.25A,相当于多个电源，其优势原因所在就是控制环参数选择。从中不难看出一个套参数可以通吃看来是不正确的，起码不是完全正确的，至少目前还没见到有控制器的鲁棒性那么强。目前还需深入了解每套参数间在临界点的切换问题解决方法，临界点切换不好同样也会影响系统稳定性。
    至此，只是对这个电源以闭环控制方法的初步理解，得到的结论是不应让在开关电源上一个简单的模拟PI调节承负太多，不应让一套参数通吃N多种情况，控制器也是和人一样，人超出能力所及范围要求人就是赶鸭上架，何况目前控制器。