开关电源IC中误差放大器的自激振荡及解决方法

开关电源控制IC内部的误差放大器是一种运算放大器，尽管大多数都进行了相位补偿，但由于外部元件等因素影响也会产生自激振荡。以UC3875为例，分析了其内部误差放大器的自激振荡，并用外部补偿网络对其进行补偿，使用一个零点对外部电路产生的极点进行抵消，从而抑制其自激振荡。通过实验验证，此补偿方法可以有效抑制误差放大器的自激振荡。 开关电源中的误差放大器是控制电路的关键组成部分，用于检测并纠正输出电压的偏差，确保电源稳定。误差放大器通常是一个内部进行了相位补偿的运算放大器，以避免自激振荡，但外部元件和PCB布局等因素可能引入额外的相位偏移，导致自激振荡的发生。 自激振荡的产生原理主要涉及负反馈放大电路的稳定性。当闭环增益G的倒数1+FA接近于0，意味着即使没有输入信号，放大器也可能产生无限大的输出。这通常是由于随着频率变化，放大器的增益和相位偏移导致的附加相移达到180度，使得负反馈变为正反馈，从而触发自激振荡。在运算放大器内部，天然极点的存在会增加相位偏移，如果没有适当的补偿，就可能导致自激振荡。 以UC3875为例，这是一个常用的移相全桥软开关控制器，其内部误差放大器的结构设计中，误差放大器的正相输入端连接参考电压，反相输入端通过电阻与输出电压采样电路相连，形成负反馈回路。在实际应用中，如果出现自激振荡，可能是由于外部电路产生了新的极点，改变了系统的相位响应，导致振荡。 解决自激振荡的方法通常包括外部补偿网络的引入。对于UC3875，可以分析误差放大器的输出波形，确定振荡频率及其对应的相位条件，估算出外部电路产生的极点频率。然后，通过设计补偿网络，在适当频率处引入一个零点，以抵消外部极点的负面影响，实现相位平衡，从而抑制自激振荡。 补偿网络的设计通常涉及到电容和电感的选择，它们能够改变信号的相位和频率响应。在UC3875的例子中，由于误差放大器没有内置的补偿端口，补偿网络需要在外部添加。通过实验验证，这种补偿方法可以有效地稳定误差放大器的输出，减少移相控制信号的抖动，进而提高开关电源的输出稳定性。 理解和解决开关电源中误差放大器的自激振荡问题，需要深入理解负反馈放大器的工作原理，以及如何通过补偿技术来改善系统的动态性能。正确设计和应用补偿网络，不仅可以防止自激振荡，还能优化电源的整体性能，确保其在各种条件下都能提供稳定可靠的电压输出。