开关电源环路稳定的实验办法有关解析

前面频率特性分解办法是以元器件小信号参数为基础，同时在线性范围内，仿佛很准确。但有时很难做到，例如电解电容ESR不准确且随温度和频率变化；电感磁芯磁导率不是常数，还有由于分布参数或工艺限制，电路存在分布参数等等，使得分解结果不可能完全吻合，有时甚至相差甚远。分解办法只是作为实际调试的参考和指挥。因此，在有条件的情况下，笔直通过测量运算放大器以外的环路的频率应和，依据6.4节的理论分解，利用测得的频率特性选择Venable误差放大器类型，对环路补偿，并通过实验检查补偿结果，应该说这是最笔直和最可靠设计办法。采用这个办法，你可以在一个星期之内将你的电源闭环调好。前提条件是你应该有一台网络分解仪。

1、要怎么样开环探测应和

桥式、半桥、推挽、正激以及Buck变换器都有一个LC滤波电路，输出功率电路对系统性能影响最大。为了讨论方便，以图6.31为例来说明探测办法，重画为图1(a)。电路参数为：输入电压115V，输出电压为5V，如前所述，滤波电感和电容分别为L=15μH，C=2600μF，PWM控制器采用UC1524,它的锯齿波幅值为3V，只用两路脉冲中的一路，最大占空比为0.5。为了测量小信号频率特性，变换器非得工作在实际工作点：额定输出电压、占空比和给定的负载电流。

从前面分解了解，如果把开关电源看着放大器，放大器的输入就是参考电压。从反馈放大器电路拓扑来说，开关电源的闭环是一个以参考电压为输入的电压串联负反馈电路。输入电源的变化和/或负载变化是外界对反馈控制环路的扰动信号。取样电路是一个电阻网络的分压器，分压比就是反馈系数，一般是固定的（R2/(R1+R2)）。参考电压（相应于放大器的输入电压）稳定不变，即变化量为零，输出电压也不变(5V)。

如上所述，所有三种误差放大器都有一个原点极点。在低频闭环时，由于原点极点增益随频率减少而增高（即在反馈回路电容）在很低频率，有一个最大增益，由误差放大器开环增益决定。直流增益很高，这意味着直流电压仅有极小误差（相对于参考电压）。例如，误差放大器在很低频率增益可能达到80dB或更高，因为80dB即10000倍，迫使输出测试电压接近参考电压，误差仅万分之一，即0.01%。这当然远优于一般参考电压的精度，因而通常输出电压的误差由参考电压的误差决定。

为保证电源在任何干扰下输出稳定，我们将探测除误差放大器以外的开关电源的环路频率特性，来判断闭环穿越频率、放大器需要的增益以及需要补偿的相位，以此选择误差放大器类型。

为了开环测量误差放大器以外的环路增益，你可以利用控制芯片中的误差放大器。将误差放大器接成跟随器，利用跟随器输入阻抗高的特点，在输入端将探测的扫频信号和决定直流工作点的偏置电压求和Σ。直流工作点的偏置电压是一个可调直流电源（调节工作点）和一个交流扫频交流信号重叠一起送入跟随器。调节可调直流电压，输出电压随之变化。可调电压增大输出电压也增大。调节可调直流电压，使输出电压和负载达到规定的探测条件（输入电压最大和最小，负载满载和轻载），然后探测分压器输出ACout和扫频信号输出ACin的交流信号的幅值和相位，就得到除放大器以外的增益特性Gt（ACout/ACin）。应该留意，我们正在研究的是电源的小信号应和，是在一定工作点附近的线性特性，所以探测应该在实际工作点（在规定的输出电压和负载以及规定的输入电源电压）进行。即输出如果是5V，就应该将输出精确调节到5V，而不是3V或10V。一定要调节可调电源精密调整到额定输出相差mV级以内，再进行开环探测。

测量开始前，应该确定变换器输出端实在接有规定负载(最大或最小负载)。开始测量时，应该从零缓慢增加直流电压，直到输出达到额定输出电压。因为是开环，如果先调节输出电压到额定值，再调节负载电阻，要是你忘记了接负载电阻，变换器空载或负载电阻很大，输出电压有可能过高而造成输出电容击穿。

请留意，高增益功率级对可调直流电压十分敏感，用一般的试验室直流电源可能很难精确调节到你所需要的电压。在这种情况下，你应尽量调节到实际输出电压5%以内。确实不行，你得买或做一台可调节到mV以内的精密电压源。还应该留意有些PWM芯片有失调电压，电压达到约莫1V占空度依然为零。

声明： 本站所发布文章部分图片和内容自于互联网，如有侵权请联系删除