仿真：PCM正激变换器的环路设计与测试

前言：

最近整理笔记时发现了一些5年前写的文章，那时候我主要是做模拟控制的电源，也处于刚入行不久的摸索阶段，所以文章如果有错误，请多包涵，谢谢。之所以选择发这一篇出来，主要是考虑这几篇文章是一个系列（后面会陆续发出），有理论计算，仿真，到实际环路测试，还是有一定的参考价值。备注：本文成文于2015年12月31日，首发于本人的QQ空间。

本系列的上一篇：峰值电流模式控制的正激变换器的环路补偿与仿真

UC3907能实现均流、均流母线，恒压控制等功能。均流采用了主从控制法，在额定负载下能实现5%的均流误差。在实际应用中电路简单，需要外接的元器件少，效果非常不错。我在刚接触这款IC时，对其恒压环的调试，简直是一头雾水（就是瞎j8搞）。所以，今天我就尝试对其反馈环的传递函数建模，设法拔开云雾见真相。下图是UC3907的逻辑框图，我们能从图中看懂其工作原理。

内置有电压误差放大器，用于实现电压环。内部有固定增益的电流放大器，用于检测输出端的电流。电流放大信号经过缓冲器隔离后，当作均流母线。电流调节放大器内置有50mV的偏置电压，用于实现主从控制。当该机为主机时，其自身的电流信号要比母线电压高50mV，因此避免了主从机的争夺。同时电流调节放大器上应选用合适的参数来实现热拔插时均流调节的速度。
该IC应用文档建议，电流调节放大器的带宽要远远低于电压环，避免在均流调节时发生振荡。电流调节放大器是通过调整恒压环误差放大器的参考电压来实现对输出电压的调节，目的是让多个模块的输出电压都稳定在一个值然后实现均流。

我们先关注电压环的反馈模型，暂不考虑参考电压调节电路。如果在恒压应用中，我们假设误差放大器的参考电压固定。然后驱动放大器将误差放大器固定放大器2.5倍，ISET引脚的外接的电阻对光耦限流。可见下图是UC3907的电压环模型：

由于驱动放大器可以简化成-2.5的放大器，在交流分析中将VCC短路到地。则可以得到下面的模型：

如果按上面的模型分析，就其传递函数分成三个部分：误差放大器、驱动放大器、光耦电路。下文将对三个部分进行分析：

1、误差放大器部分：

可以得到其的传递函数为：

2、驱动放大器固定增益-2.5

3、光耦部分由于PWM控制IC是放在原边所以需要使用光耦隔离反馈

反馈部分在Mathacad得到Bode图为：

然后结合之前得到的正激PCM模型，得到环路增益为：

对比PSPICE的结果：

在PSPICE，进行交流分析得到环路增益的bode图为：

可以看到仿真和Mathcad的结果非常接近，穿越频率Fc= 2.83KHz ,Pm = 43deg。到此也可以证明对UC3907的传递函数建模的正确性，对以后的调试将有了更好的帮助。在这个传递函数中，出现了一个零极点，一个零点，一个误差放大器构成的极点，一个光耦上的RC滤波器构成的一个高频极点。

（PS: 本来分两篇发，现在还是一次性发了算了，毕竟是以前写的存货。）

在前文，根据峰值电流模式控制的正激的小信号模型，得到输出/控制的传递函数后。然后对UC3907控制的反馈环推导，也得到了输出/反馈的传递函数。电源PWM控制IC(NCP1252A)，在FB引脚内部有3.5K的上拉电阻（上拉电压6V到地最大电流1.5mA），并将FB引脚电压衰减3倍后送到PWM比较器，用作对峰值电流的控制。

根据昨天对UC3907的反馈电路的建模，我们可得到其传递函数为：