在現(xiàn)代電源設(shè)計(jì)中，原邊控制技術(shù)和副邊控制技術(shù)是兩種常見的電源管理方案，它們在反激式開關(guān)電源中被廣泛應(yīng)用。本文將詳細(xì)介紹這兩種技術(shù)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)以及應(yīng)用場景，并對比它們的差異。

原邊控制技術(shù)（PSR）

1. 原理

原邊控制技術(shù)（Primary Side Regulator，PSR）是通過檢測變壓器原邊的電流和電壓來實(shí)現(xiàn)輸出電壓和電流調(diào)節(jié)的方法。在反激式開關(guān)電源中，PSR利用變壓器的輔助繞組來提取副邊線圈上的輸出電壓信號(hào)。由于輔助繞組與副邊線圈的電壓與匝數(shù)比有關(guān)，且在副邊線圈去磁結(jié)束點(diǎn)（即線圈上的電流下降至零時(shí)），電源輸出電壓等于副邊線圈上的電壓。通過采樣該反饋電壓信號(hào)，控制芯片可以生成理想的PWM控制信號(hào)，從而調(diào)節(jié)原邊側(cè)功率管的開關(guān)時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的輸出。

2. 優(yōu)點(diǎn)

簡化電路設(shè)計(jì)：PSR技術(shù)無需光耦合器和副邊反饋裝置，減少了元器件的使用數(shù)量和整體方案尺寸。

降低成本：由于省去了光耦和TL431等元件及其配套電路，大大節(jié)省了系統(tǒng)板上的空間，降低了成本。

提高可靠性：較少的組件意味著更高的可靠性，特別是在高壓應(yīng)用中，PSR最大限度地減少了穿過隔離屏障的路徑數(shù)量。

優(yōu)化電磁干擾（EMI）：原邊反饋AC-DC控制芯片通常采用抖頻技術(shù)和驅(qū)動(dòng)信號(hào)柔化技術(shù)，減少電磁干擾。

3. 缺點(diǎn)

    調(diào)節(jié)精度有限：PSR的調(diào)節(jié)精度相對較低，特別是在多輸出應(yīng)用中，調(diào)節(jié)性能較差。

瞬態(tài)響應(yīng)較慢：由于輔助繞組上的反射輸出電壓采樣僅在每個(gè)PWM周期發(fā)生一次，PSR的瞬態(tài)調(diào)節(jié)速度較慢。

對變壓器容差敏感：實(shí)際生產(chǎn)中變壓器存在制造公差，這些公差會(huì)影響輸出電壓的精度。

4. 應(yīng)用場景

PSR技術(shù)適用于對成本敏感且對調(diào)節(jié)精度要求不高的應(yīng)用，如手機(jī)充電器、LED驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域。在這些場景中，PSR可以有效降低成本，同時(shí)滿足基本的電源管理需求。

二、副邊控制技術(shù)（SSR）

1. 原理

副邊控制技術(shù)（Secondary Side Regulator，SSR）是通過直接檢測變壓器副邊的輸出電壓來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的方法。SSR需要在副邊增加光耦、TL431及相關(guān)阻容元件，其中TL431作為誤差放大器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測輸出電壓，并將監(jiān)測結(jié)果以電流的形式通過光耦反饋至原邊。這種設(shè)計(jì)確保了輸入端與輸出端的隔離，同時(shí)提供了高精度的電壓調(diào)節(jié)。

2. 優(yōu)點(diǎn)

高精度調(diào)節(jié)：SSR能夠直接檢測輸出電壓，提供更高的調(diào)節(jié)精度，特別適用于對電壓精度要求較高的應(yīng)用。

快速瞬態(tài)響應(yīng)：由于副邊調(diào)節(jié)可以持續(xù)監(jiān)測輸出電壓，其瞬態(tài)響應(yīng)速度較快。

優(yōu)化多輸出性能：SSR在多輸出應(yīng)用中表現(xiàn)更好，各個(gè)副邊繞組之間的交叉調(diào)節(jié)比原邊與副邊繞組之間的交叉調(diào)節(jié)好得多。

3. 缺點(diǎn)

復(fù)雜性和成本較高：SSR需要更多的組件，增加了變換器的尺寸和成本。
可靠性問題：由于光耦合器等組件的存在，SSR的可靠性相對較低。

4. 應(yīng)用場景

SSR技術(shù)適用于對輸出電壓精度和瞬態(tài)響應(yīng)要求較高的應(yīng)用，如電池充電器、高精度電源設(shè)備等。在這些場景中，SSR能夠提供更穩(wěn)定的輸出，滿足嚴(yán)格的電源管理需求。

原邊控制與副邊控制的對比

特性          原邊控制（PSR）                      副邊控制（SSR）
成本          較低                                          較高
復(fù)雜性       較低                                          較高
調(diào)節(jié)精度    較低                                          較高
瞬態(tài)響應(yīng)    較慢                                          較快
可靠性        較高                                          較低
應(yīng)用場景    成本敏感、調(diào)節(jié)精度要求不高      精度要求高、多輸出

總結(jié)

原邊控制技術(shù)和副邊控制技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同的電源設(shè)計(jì)場景。PSR技術(shù)以其低成本、高可靠性和簡化電路設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，適用于對成本敏感且對調(diào)節(jié)精度要求不高的應(yīng)用。而SSR技術(shù)則以其高精度調(diào)節(jié)、快速瞬態(tài)響應(yīng)和優(yōu)化多輸出性能的特點(diǎn)，適用于對電壓精度和對電壓精度和瞬態(tài)響應(yīng)要求較高的應(yīng)用。在實(shí)際電源設(shè)計(jì)中，選擇合適的控制技術(shù)需要綜合考慮應(yīng)用需求、成本預(yù)算以及設(shè)計(jì)復(fù)雜性等因素。