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环路是如何计算出来的(一)前言篇
环路是如何计算出来的(二)主电路的小信号传递函数
环路是如何计算出来的(三)控制电路的小信号传递函数
环路是如何计算出来的(四)总的开环小信号传递函数
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环路是如何计算出来的(一)前言篇

模块化设计开关电源,全方位精确计算环路模块。以反激为例,采用mathcad软件全面精确计算环路参数,确保100%的可靠性。

要真正学好电源,必须学好数学。很多人对此不以为然,或者自己不懂就刻意贬低,其实这是有害的。 数学主要分3个方向,即数学分析,高等代数,概率论。 数学分析再进一步就是实变函数论,复变函数论,泛函分析。 高等代数再进一步就是近世代数。 概率论再进一步就是数理分析。 以上这几门数学均是学好电源设计的理论基础。就算暂时无法更近一步,至少要懂得这3个方向的第一步,即数学分析,高等代数,概率论。

数学分析即常说的微积分,对电源设计的理解相当有用。具体主要表现在理解电路的时域波形,尤其是求解常微分方程与偏微分方程上。有些同学自己不懂还贬低它,个人觉得相当不可取。

实变函数论在电源中较少用到,因为在开关电源设计中,绝大部分函数是黎曼可积的,即R可积的。并不需要用到勒贝格可积,即L可积。但凡事并没有绝对,毕竟实变函数是数学分析的深化,黎曼可积必定勒贝格可积,反之则不一定。所以懂得实变函数论,可以用更高观点的眼光来看待电源设计。积分如此,当然微分也是如此。

复变函数论广泛应用于电源设计中。拉普拉斯变换与反变换是其最直接的体现。可以这样说,如果没有复变函数论,就没有开关电源的设计。在这个帖子中,也用到了拉普拉斯变换与反变换,因为有了这个变换与反变换,环路计算才得以简化。而在电路时域计算中,也因为有了复变函数论的复数分裂域的特征,才使得可以把复杂的高阶运算化为简单的一阶线性运算,大大简化了计算。至此,大部分同学应该相信高等数学在电源设计中的重要作用。至于认为可以用简单的加减乘除平方开方等初等数学就能足够设计开关电源的想法可以休了,这样的想法是错误的。如果不懂高等数学就认为是无用的,认为只需要初等数学就足够了,甚至认为高等数学是卖弄,是糊弄,只能说明是不懂装懂,贬低别人抬高自己。

泛函分析更近一步,不是对数的分析,而是对函数的分析。在空间范围内对函数的分析,极大的简化了数的运算。体现在开关电源设计中的多个方面,比如傅立叶分解,使电路尤其是滤波器的计算得到了极大的简化。也在本帖中的环路计算中得到了非常重要的应用,使电源设计的环路计算成为可能。

而高等代数主要包括线性代数,本篇文章所用的环路计算大量采用了线性代数中矩阵的计算方法。简要说明即是将非线性电路小信号线性化,从而解决其控制的可靠性。

近世代数中的基础概念,即群、环、域、格、模,在开关电源的设计中,几乎都有用到。矩阵中的一般线性群、特殊线性群,即是群的例子。格在数字电路中应用很广泛,比如布尔代数。像本帖中用矩阵运算计算环路的方法,即是属于域的运算。用空间的概念看待开关电源,可以认为是模的应用。而在某些情况下,即在更广泛的、更一般的矩阵运算,则是环的运算。由此可见,近世代数把开关电源提升到了一个更高的高度,使我们可以用更高的观点观察开关电源的本质与内涵。

概率论与电源的统计规律关系密切,比如可靠性与失效分析,可以让设计人员在成本与可靠性之间找到最好的折中点,从而实现利润的最大化。

数理统计处理的是大数据,在电源的批量生产方面有重要的作用。比如元器件的采购之后的监测。一般采样抽检一定数量的样本空间,从而体现出整体的置信水平,这样可以用最小的成本来保证电源批量生产的可靠性。

以最简单的反激电路为例,计算电源的环路。揭开电源设计中环路设计的面纱:原来环路计算是如此简单?

按照以下四部分部分讲述:

一、环路是如何计算出来的——前言篇

二、主电路的小信号传递函数

      1、功率滤波电路

      2、反激电路

三、控制电路的小信号传递函数

      B1、比例积分PI调节

      B2、隔离光耦

      B3、控制芯片

四、总的开环小信号传递函数  

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  • 阳光帝国 2020-11-11 09:28
    对我很有帮助
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  • chenbao 2020-10-10 17:28
    学习了
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  • 自在 2020-08-23 14:39
    计算文档可以分享一下吗
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  • 自在 2020-08-23 14:38
    楼主扎实,想必是学霸
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  • 电源网-天边本人 2020-08-20 22:21
    满满的干货,如果看完有收获,建议大家收藏,分享,也希望大家能动手为我们格格点赞,感谢他毫无保留的分享。
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  • znz23456 2020-08-19 16:35
    计算文件能分享下吗?谢谢
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  • 新月GG 2020-08-18 22:16
    求收藏点赞关注分享。
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