波特圖如何幫助您滿足動(dòng)態(tài)控制行為的要求

本文將介紹如何將波特圖用作快速評估 您的電源設(shè)計(jì)將滿足動(dòng)態(tài)控制行為的要求。電源通常通過控制環(huán)路保持固定輸出電壓。 該控制回路可以是穩(wěn)定的，也可以是不穩(wěn)定的。它也可以快速或緩慢地調(diào)節(jié)。 在大多數(shù)情況下，控制環(huán)路可以通過波特圖來描述。跟 它，您可以立即看到控制回路的快慢，尤其是 它的監(jiān)管有多穩(wěn)定。

圖1所示為采用降壓拓?fù)涞牡湫?a href="http://wenjunhu.com/tags/開關(guān)穩(wěn)壓器/" target="_blank">開關(guān)穩(wěn)壓器。它 將較高的輸入電壓轉(zhuǎn)換為較低的輸出電壓。目標(biāo)是調(diào)節(jié) 輸出電壓，V外，盡可能精確。為此，控制回路是 通過反饋（FB）引腳集成到電路中。它檢測電壓 V 處的變化外.控制回路應(yīng)快速響應(yīng)，以便 V外總是 盡可能準(zhǔn)確地重新監(jiān)管。輸出電壓必須重新調(diào)整 每當(dāng)輸入電壓或負(fù)載電流發(fā)生變化時(shí)。

圖1.使用控制環(huán)路（以綠色顯示）調(diào)節(jié)輸出電壓的開關(guān)穩(wěn)壓器示例。

圖2顯示了波特圖中控制環(huán)路的增益曲線。它產(chǎn)生兩個(gè) 重要信息。增益等于的頻率 可以讀取 1（即 0 dB 時(shí)）。對于圖2中的控制回路，這種所謂的 交越頻率約為80 kHz。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，這 頻率不應(yīng)超過設(shè)定開關(guān)頻率的十分之一 的開關(guān)模式電源。如果此規(guī)則是 違反。顯示的第二個(gè)主要信息是 增益曲線，即函數(shù)的積分。直流增益越高，且 交越頻率越高，控制環(huán)路越能保持輸出 電壓恒定。

圖2.波特圖顯示控制環(huán)路的增益，交越點(diǎn)為0 dB，頻率約為80 kHz。

圖3顯示了波特圖中的相位曲線。最重要的價(jià)值是 從這個(gè)圖中可以讀出相位裕量。這是一個(gè)提供的值 指示控制回路的穩(wěn)定性?？勺x取相位裕量 在從增益圖獲得的交越頻率下（見圖2）。在 示例顯示，交越點(diǎn)位于 80 kHz。因此，相位裕量 圖3中的溫度約為60°。相位裕量小于約 40° 被認(rèn)為是不穩(wěn)定的。當(dāng)相位裕量在 40° 和 70° 之間時(shí)，控制環(huán)路以最佳方式設(shè)置?？焖俦O(jiān)管之間有一個(gè)很好的折衷方案 并在此范圍內(nèi)具有良好的穩(wěn)定性。相位裕量高于 70° 時(shí)，系統(tǒng)往往 非常穩(wěn)定，但調(diào)節(jié)速度極慢。

圖3.相位裕量為 60° 的控制回路的相位曲線。

開關(guān)穩(wěn)壓器的數(shù)據(jù)手冊中通常不提供波特圖。這是 因?yàn)閳D對電路設(shè)計(jì)的依賴性太強(qiáng)。切換 使用的頻率，外部元件的選擇，如電感器和 輸出電容和相應(yīng)的工作條件，如輸入 電壓、輸出電壓和負(fù)載電流可能會(huì)產(chǎn)生重大影響。為 因此，波特圖通常是使用計(jì)算工具生成的，例如 作為LTpowerCAD或LTspice等仿真工具。有了它們，您可以 快速了解規(guī)劃中的電路是否能夠滿足以下要求 動(dòng)態(tài)控制行為。

審核編輯：郭婷