gia 发表于 2025-2-19 14:26:17

EA输出是怎样的

本帖最后由 gia 于 2025-2-19 14:40 编辑

如图,误差放大器EA2接地也是图中的地(未作出),5脚同时也是芯片内部某电压的输出。
干路电流采样电阻两端分别接3.9K至EA2的正反端,那么EA2的输出应该是怎样的?

bg1trk 发表于 2025-2-19 16:16:09


你这个图是保密的吗?
一个常见的PFC电路,应该不至于保密吧。把涂抹掉的东西还原,放个原图上来才好判断。

gia 发表于 2025-2-19 19:02:36

bg1trk 发表于 2025-2-19 16:16
你这个图是保密的吗?
一个常见的PFC电路,应该不至于保密吧。把涂抹掉的东西还原,放个原图上来才好判 ...

可能是觉得其他部分好像对分析没用,UC3854

bg1trk 发表于 2025-2-19 20:55:48

本帖最后由 bg1trk 于 2025-2-20 08:46 编辑

gia 发表于 2025-2-19 19:02
可能是觉得其他部分好像对分析没用,UC3854

前面那堆”累赘“不是对分析没有用,而是有大用。

最基础的作用,EA2可以看作是一个放大器,增益大概为R6/R3=6.15。但仅凭RS上的压降和增益分析不出EA2的输出形态。
EA2的输出不仅由电感电流--也就是RS上的压降决定,还与前面的乘法器的输出电流有关。

从使用者的角度来说,前面那个乘法器可以看作是个黑箱,它的作用是将交流输入电压的瞬时值、交流输入电流的瞬时值与PFC输出电压值做运算处理,输出一个与这三者都有关系的电流,这个电流再与电感电流取样(也就是RS上的压降)经R3“合成"成一个电压,此电压经EA2放大后送PWM比较器,再在PWM比较器上用此电压去切振荡器输出的三角波,切出来的高低电平再送后面的RS触发器从而形成PWM输出(比如说EA2的输出越高,就要花更长的时间等待三角波爬坡到EA2的输出值,RS触发器复位的就越晚,PWM脉宽就越宽)。
简而言之,EA2的输出瞬时值与交流电压电流、电感电流和PFC的负载电流都有关系,不是一个确定值。

总之,PWM比较器前面的那一通掺合,使最终输出的PWM脉宽与交流输入电压、交流输入电流、PFC输出电压和电感电流都建立关联,最终效果是控制交流输入电流波形跟踪交流输入电压波形(尽量使功率因数趋近1),且能在负载变动的情况下维持PFC输出电压稳定。

gia 发表于 2025-2-20 09:25:14

本帖最后由 gia 于 2025-2-20 09:32 编辑

如果我们只使用最上面那个图,里面全是黑盒,5脚处输出电流假设为I,干路电流假设为Ipfc,那么EA2输出应该是?
另外,能看出此EA2是推挽输出还是OC输出?

bg1trk 发表于 2025-2-20 10:21:34

gia 发表于 2025-2-20 09:25
如果我们只使用最上面那个图,里面全是黑盒,5脚处输出电流假设为I,干路电流假设为Ipfc,那么EA2输出应该 ...


gia 发表于 2025-2-20 11:13:50

EA2之后的比较复杂,光分析EA2就行。按照电流流向,5脚输出电流 + RS上电流 =输入进整流桥正极的电流,而RS上电流 = R3&R6&C13等组合网络的电流 + 地电流。按说EA2输出应该比较复杂,但资料上认为输出只是R2上的电压和Rs的电压之间的差相关,这就有些奇怪了。

gia 发表于 2025-2-20 11:41:06

从电压角度算,EA2的正端电压=Rs*Irs + I*3.9K,EA2此时作为普通运放,负端等于正端,负端:输出=3.9K:(3.9K+补偿网络),这样算下来,输出应该也不仅止R2和Rs的电压差相关吧

bg1trk 发表于 2025-2-20 19:42:28

本帖最后由 bg1trk 于 2025-2-20 19:49 编辑

gia 发表于 2025-2-20 11:13
EA2之后的比较复杂,光分析EA2就行。按照电流流向,5脚输出电流 + RS上电流 =输入进整流桥正极的电流,而RS ...


“按照电流流向,5脚输出电流 + RS上电流 =输入进整流桥正极的电流”
5脚电流和电感电流应该进入整流桥负极,图画错了。


“RS上电流 = R3&R6&C13等组合网络的电流 + 地电流。”
Rs上的电流就是电感电流,与R3、R6、C13啥的没关系。


“按说EA2输出应该比较复杂,但资料上认为输出只是R2上的电压和Rs的电压之间的差相关,这就有些奇怪了。”
没啥奇怪的。
EA2的反相脚接地,其输出只与同相输入脚有关系。而同相输入脚电压就是前面乘法器的输出电流在R2上的压降与Rs压降之和,你看的资料说的没啥问题。
EA2输出的“复杂性”主要来自于前面那个乘法器的输出电流,A、B、C三项,A是PFC输出的反馈、B取自交流输入电流、C是交流输入电压取样后再乘方,然后再在乘法器里做乘除,如此揉来搓去,输出能不复杂嘛。
乘法器这个复杂的输出与电感电流取样合成后送EA2,EA2的输出能不“复杂”嘛。

bg1trk 发表于 2025-2-20 20:11:38

gia 发表于 2025-2-20 11:41
从电压角度算,EA2的正端电压=Rs*Irs + I*3.9K,EA2此时作为普通运放,负端等于正端,负端:输出=3.9K:(3. ...


EA2的输出就是R2、Rs上压降的电压和再放大n倍。
这整个框图,最简单的就是EA2这部分,就是个比例放大。如果想深究,因为C13的存在再牵扯点穿透频率、放大器的频幅特性啥的,就没其他的了。

前面的乘法器、后面的比较器、触发器甚至那个或门,才是整个IC的“灵魂”。甚至在读图时把EA2整个拿掉,对捋顺整个IC的工作逻辑也没什么影响。
乘法器输出电流在R2上的压降、电感电流在RS上的压降,两者之和直接送PWM比较器,逻辑不变。
而前面提到那些,无论拿掉哪个,这个IC就完全逻辑不通了。

gia 发表于 2025-2-21 09:26:38

如果反端为0,什么都能解释得通了。这么一个类似运放的器件,反端是接地的,正端却有电位(I*3.9K-Rs*Irs )。正反端电压就存在不一致的情况,这和常规的运放似乎不一样了

bg1trk 发表于 2025-2-21 12:56:33

本帖最后由 bg1trk 于 2025-2-21 12:58 编辑

gia 发表于 2025-2-21 09:26
如果反端为0,什么都能解释得通了。这么一个类似运放的器件,反端是接地的,正端却有电位(I*3.9K-Rs*Irs ) ...



结成反相放大器的运放,正常状态下输入端符合虚短原则,两个输入端电位相等。
EA2的反相输入端虽然通过R3接地,但它的电位可不一定是0。

不存在两个输入端电位不一致的情况,画了个简化图,对照下图说:


I1是乘法器输出电流,I2是电感电流,RS为电流取样电阻。R2、R3是原图中接在电流取样电阻两端的那两只电阻。


运放正输入端(A点)电位=I1*R2+(-I2)*RS=0.5*3.9-1*0.25=1.7V。图中A点电位1.7V,仿真与运算相符。
正常闭环后,运放负输入端电位等于正输入端电位,图中运放负输入端电位1.7V,仿真与“理论”相符。

运放增益 G=1+24/3.9=7.15
运放输出 Uout=Uin*G=1.7*7.15=12.16V
图上仿真的输出与计算值一致。

“这和常规的运放似乎不一样了”
完全就是个常见的反向比例放大,没有不一样的地方。

gia 发表于 2025-2-21 13:22:28

本帖最后由 gia 于 2025-2-21 14:31 编辑

bg1trk 发表于 2025-2-21 12:56
结成反相放大器的运放,正常状态下输入端符合虚短原则,两个输入端电位相等。
EA2的反相输入端虽 ...

如果反馈是24K就好了,但实际是24K串电容再并电容,这也就是让人疑惑的地方。两个电容都较小,对工频DC(馒头波)来说就相当于两个超大阻抗并联。
还有,这样的话,Rs上的电流,就应该是R3上电流和MOS管电流之和(通时),或R3上电流和负载//450uF电流之和(断时),当然也等于电感电流减去R2上的电流。

如果这是一个特殊的运放,可以正反端不等,那就可以解释很多疑问。

gia 发表于 2025-2-21 13:52:22

本来想整个系统电路仿真一下,一运行就总是报错

bg1trk 发表于 2025-2-21 15:22:20

本帖最后由 bg1trk 于 2025-2-21 15:39 编辑

gia 发表于 2025-2-21 13:22
如果反馈是24K就好了,但实际是24K串电容再并电容,这也就是让人疑惑的地方。两个电容都较小,对工频DC ...


如果反馈是24K就好了,但实际是24K串电容再并电容,这也就是让人疑惑的地方。两个电容都较小,对工频DC(馒头波)来说就相当于两个超大阻抗并联。
上面那个是简化图,用直流电流源代替三角波(电感电流)和“乱七八糟波(乘法器输出)”。
EA2的输入不是工频馒头波,它是几十KHz的三角波(电感电流波形是三角波,频率为几十上百KHz,模式有连续、断续和临界三种)和前面乘法器输出波形的叠加。这俩电容可以反馈交流分量,以50KHz为例,610P电容容抗约为5.1K。



还有,这样的话,Rs上的电流,就应该是R3上电流和MOS管电流之和(通时),或R3上电流和负载//450uF电流之和(断时),当然也等于电感电流减去R2上的电流。

说的没错,但电感电流比乘法器输出电流大好几个数量级,加不加后者对结果影响微乎其微。
按上面那个图中的设置:
运放正输入端(A点)电位
Ua=I1*R2+(-I2+I1)*RS
    =0.5mA*3.9KΩ-(-1A+0.0005A)*0.25Ω
    =0.5mA*3.9KΩ-0.9995A*0.25Ω
    =1.700125V
误差0.007%,这点误差远小于其他器件的温飘,考虑它没实际意义。
实际设计的计算经常简化,像这种差了几个数量级的电流,基本就不考虑了。即使考虑了也没啥太大的实际意义,比如说取样电阻的温飘带来的误差就完全覆盖了你考虑的那点误差。
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