功率调节器反馈回路是如何工作的?

电源稳压器电路，无论是线性稳压器还是开关稳压器，都包括反馈回路作为确保电路输出在目标电压的机制。这些反馈回路在功率调节电路中起着简单但重要的作用:它们动态调整输出电压，使其始终达到目标值。这种动态调整发生在特定调节器电路的某些操作限制内。

为了了解功率调节器如何响应动态负载中的瞬态，我们概述了反馈回路在这些组件中的工作原理。pmic和小型功率调节器将这些电路内置于半导体芯片中，这将限制这些电路的瞬态响应能力。稳压器输出上的外部无源(电容器和电感)也会影响稳压器的工作-我们将在本文中研究所有这些点。

电压调节反馈是如何工作的

如果您曾经看过电压调节器，您可能已经注意到设备引脚上的反馈引脚。这通常会在PMIC或者一个输出在或接近逻辑电平的较小的稳压器。这也将发现可调调节器(两者)ldo和开关调节器)，这些引脚可以在多种拓扑结构中找到。反馈引脚在电压调节中起着简单的作用:它允许IC测量和调整输出。

电压调节通过使用反馈回路允许电压调节器执行两个非常重要的任务:

• 如果输入电压突然变化，请及时调整输出电压
• 如果负载是动态的，请调整输出电压
• 调整输出电压以响应电源轨上的瞬变

鉴于这三个重要的任务在功率调节，反馈回路必须被设计来稳定电压输出从功率调节电路。

电压调节反馈电路

在稳压电路中，反馈回路的典型实现包括一个负反馈误差放大器。误差放大器允许输出电压和参考电压之间的比较，通过通过分压器的输出电压。分压器将输出降压到一个较低的值，降压后的电压通过误差放大器与参考电压进行比较。

使用实例LDO反馈回路。

本例中的引用是a硅带隙基准输出电压为1.2 V。当设计稳压器时，分压器中的两个电阻将降低电压，使其试图匹配精确电压参考值(约1.2 V)。由于误差放大器的输入具有高阻抗，反馈回路将消耗很少的电流，因此这允许高效调节。

使用这种电路，如果输出电压发生变化，则降压电压将偏离目标参考值。然后，误差放大器的输出调制晶体管，使输出电压向上或向下调整，使其恢复到目标输出值。

在开关稳压器中，我们可能有一个用于调节的两级放大电路:一个用于感应输出，另一个用于调制稳压器的占空比。一个开关调节器的反馈环路示例如下所示。

示例开关稳压器反馈回路。

上面的例子可能是通过调制占空比来调节输出的调节电路中最简单的例子。这里，斜坡电压与正反馈比较器一起使用。当添加其他功能(同步，安全关闭等)时，设计空间会变得更加复杂。这种稳压器的最终目的是将误差放大器输出与斜坡电压进行比较;当误差放大器输出越高时，V(斜坡)和V(误差)的时间越小，这增加了转换器的占空比，反之亦然。

高功率需要离散反馈回路

必须提供高得多的电压和电流的电压调节器，例如高压下10安培的电压调节器，不会使用包括反馈调节的集成电路。问题是，这些系统需要的组件太大，无法安装在半导体芯片上。另一个挑战是，这些系统可能与高输出电压和电流隔离，这需要一个变压器实现电流隔离。

这些系统不使用集成反馈回路，而是需要一组离散元件来实现反馈和电压调节。输出通常会反馈到输入端，使用精密电阻进行电流/电压测量。然后将该值馈送到栅极驱动控制器，该控制器将控制功率调节器开关级中的PWM信号。这里的PWM调整然后调整电感/变压器电流，最后调整输出电压。

大功率开关稳压器中的反馈回路

对于大功率系统，设计这些系统的挑战是确保反馈回路的稳定性。这通常意味着我们希望在布局中具有更高的电容和更低的电感，这需要沿着电流路径紧密放置和布线组件。模拟可以通过将其作为沿电流路径的寄生元件来模拟允许的电感。

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