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电压环和电流环在LED驱动电源以及适配器电源输出端的设计中起着至关重要的作用，它们共同确保电源的稳定性和可靠性。以下是对电压环和电流环的详细分析：

一、电压环

电压环主要用于保证输出电压的稳定性，也就是后级的母线电压。当输出电压低于基准电压时，电压环会调整变换器的工作状态，使其从电网向直流母线方向输送能量，以提高输出电压。反之，当输出电压高于基准电压时，电压环会调整变换器工作于馈网逆变器模式，由直流母线向电网回馈能量，以降低输出电压。

电压环的设计需要考虑以下几个关键方面：

1. 确定合适的电压控制目标：根据具体应用场景和要求，确定合适的电压控制目标。

2. 选择合适的传感器：电压环的设计需要选取合适的传感器进行电压的测量。常用的电压传感器有电压互感器和电压分压器等。

3. 建立数学模型：根据电路的特点和控制目标建立数学模型。这通常涉及到对电路进行等效电路分析和参数提取。

4. 设计控制算法：根据电路的数学模型设计合适的控制算法。常用的控制算法有比例控制、积分控制、比例积分控制等。

5. 参数调节和系统优化：根据实际情况对控制系统参数进行调节和优化，以提高电压环的性能和稳定性。

二、电流环

电流环主要用于保证输入电流波形和输入电压波形的匹配，以及实现对输出电流的测量与控制，使其稳定在设定值上。电流环的设计对于提高电源的效率和可靠性至关重要。

电流环的设计同样需要考虑以下几个关键方面：

1. 电流环的定义：电流环也称为磁路环，是由一组密封的铜箔绕组组成的系统，用于表示或检测变压器内部电流的变化。

2. 电流环的作用：电流环的主要作用是量测变压器内部电流变化，为机器控制和自动控制装置提供参考基准。此外，它还可以结合其他监测系统提高变压器的可靠性。

3. 电流环的设计：电流环的设计需要考虑变压器的特性、负载情况以及电源的稳定性要求。通常，电流环会与电压环一起构成双环控制系统，以实现更精确的控制和更稳定的输出。

三、电压环和电流环的双环控制

在LED驱动电源以及适配器电源输出端的设计中，电压环和电流环通常会一起使用，构成双环控制系统。这种双环控制系统可以同时实现对输出电压和输出电流的稳定控制，提高电源的性能和可靠性。

在双环控制系统中，电压环通常作为外环，负责控制输出电压的稳定性；而电流环作为内环，负责控制输入电流波形和输入电压波形的匹配，以及实现对输出电流的测量与控制。这种双环控制结构可以实现更精确的控制和更稳定的输出，同时提高电源的效率和可靠性。

下面是一些曾经恒流恒压的芯片与厂商：

TL431基准电压框图：

带基准的恒流环和恒压环的控制器典型应用

恒流恒压的实际应用：

电压环:控制输出最高电压，该电压环的计算值为空载电压的最高值。上下拉电阻分别为R 和R，计算得到的输出电压:

其补偿网络为 R1、C4、R、25 0

电流环:控制输出电流恒定，此电流基准的上拉电阻为R，下拉电阻为R，和R。并联(为了电流能在比较小的范围内调节，这里最好选择两个电阻的并联)。计算得到的输出电流(采样电阻 R和 R、为相同阻值并联)。

其补偿网络为 R8、C2o、R4、Ca1。

同时考虑到市场上还是有很多的工程师采用分立的运放和基准来实现此功能，这些可能是充电器，或是LED驱动电源，这个是可以理解的，因为分立元件一个最大的好处就是器件的选择性广，不会因为一个物料缺货或是涨价而只能等待，另一方面此类电路已经非常成熟，所以也不会因为分立器件的参数偏差而造成系统性能变差。

而基准一般来源于并联基准稳压器 TL431的 2.5V，同时 2.5V 再分别处理出来作为恒流(CC)环的基准和恒压(CV)环的基准。仍以一个实际例子来说明此电流环和电压环的控制过程

图 是使用LM358 双运算放大器以及并联稳压器(KA431)实现恒压恒流的充电器控制电路。

带恒压恒流的应用：

恒定电压(CV)控制:输出电压由R,和R,控制，然后由运算放大器LM358B与2.5V的参考值做比较。运算放大器的输出将通过VD2和R 的电流驱动到光耦合器。同时 R,作为偏置电阻给 KA431 提供了偏置电流，以保证 2.5V 基准的稳定。恒定电流(CC)控制:采样电阻(R)上的压降设置为小于0.2V，即V..-l,R.。由于运算放大器的反相输人端几乎接地，R和R,之间的关系式为R=VR /2.5。

小结:对于电压环和电流环进行计算分析的话，只需要抓住真正的参考地，以及电流检测位置，这样就很容易将两个环支路解析出来。而且电流环的基准电压一般为几十 mV，电压环一般在 2.5V或是其他相对来说较高的电压。

现在我们退回到光耦合器控制侧，实际上一次侧的占空比由误差电压控制，误差电压实际上分为电压误差comv和电流误差co，如果当误差电压处于二者之间时则会由较小误差电压控制占空比。因此，在恒压调节模式中，由于com处于高值饱和状态，占空比由 Vconv控制。在恒流调节模式中，由于Vcomv处于高值饱和状态,占空比由 Vco 控制。图 为一次侧控制的恒压恒流控制器逻辑图：

-般我们需要测量 MOSFET的波形，以及磁性元件的波形，还有一些特殊工况下的波形，这其中包括应力波形、时序波形，并对波形质量进行分析，进而考量整个电源的质量。不同输人电压下的 PFC 和 OR的 波形如图 所示。

AC264V 输入开机瞬间时 MOSFET 上的电压和电流波形。

电压环和电流环在LED驱动电源以及适配器电源输出端的设计中起着至关重要的作用。通过合理的设计和优化，可以实现对输出电压和输出电流的稳定控制，提高电源的性能和可靠性。