負(fù)載瞬態(tài)測試的簡化

引言
負(fù)載瞬態(tài)測試是用于即時分析系統(tǒng)環(huán)路穩(wěn)定性最簡單
的診斷手段：作為電壓調(diào)節(jié)器對負(fù)載電流變化的響應(yīng)，輸出
電壓的直觀表現(xiàn)與相位裕度直接相關(guān)。本文將示范如何進(jìn)行
簡單的負(fù)載瞬態(tài)測試，以及如何根據(jù)測試的結(jié)果估計相位
裕度。
電壓調(diào)節(jié)
實(shí)際上所有電子器件都要求電源電壓保持在特定的容差
范圍內(nèi)，即使負(fù)載電流發(fā)生變化。而電壓調(diào)節(jié)器提供了這樣
的固定電壓（圖1）。
通過電阻分壓器感測輸出電壓，誤差放大器調(diào)節(jié)電流源
IREG以將輸出保持在標(biāo)稱電壓上。
隨著所需的負(fù)載電流從零至滿載的變化，電壓調(diào)節(jié)器
必須能保持其輸出電壓恒定，即使負(fù)載電流的變化發(fā)生在相
對較短的時間內(nèi)：負(fù)載電流中的這種突然變化稱之為負(fù)載瞬
態(tài)。定義電壓調(diào)節(jié)器在負(fù)載瞬態(tài)期間保持其輸出電壓恒定的
能力為負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。
只要負(fù)載電流變化緩慢，很容易保持輸出電壓恒定。但
是當(dāng)負(fù)載電流“階躍”變化足夠快時，輸出電壓也會變化。當(dāng)負(fù)載電流產(chǎn)生變化時用輸出電壓改變的程度來定義負(fù)載瞬
態(tài)性能。
理解負(fù)載瞬態(tài)的關(guān)鍵原理如下：
1) 將電壓調(diào)節(jié)器用作壓控電流源，驅(qū)動到負(fù)載的電流
（從輸出反饋的電壓調(diào)節(jié)電流源）。調(diào)節(jié)器的電流源
在零時間內(nèi)不會被改變，所以可推斷出，如果我們使
負(fù)載電流足夠快地變化，它將迫使輸出電壓也產(chǎn)生改
變。其變化的程度取決于調(diào)節(jié)器的速度，輸出電容的
數(shù)量和類型，以及負(fù)載電流變化的di/dt速率。
2) 在調(diào)節(jié)器控制環(huán)路對負(fù)載變化進(jìn)行調(diào)節(jié)的時間內(nèi)，唯
一提供前一個穩(wěn)態(tài)負(fù)載電流值和新值之間差別的是
輸出電容。所以，控制負(fù)載瞬態(tài)期間輸出電壓的關(guān)鍵
在于輸出電容，這些電容的電氣特性會明顯影響瞬態(tài)
響應(yīng)。
3) 調(diào)節(jié)器控制環(huán)路的響應(yīng)越快，在環(huán)路校正至新負(fù)載電
流值之前輸出電容電壓的變化就越少。因此可知，較
快的調(diào)節(jié)器可采用較小的輸出電容（可以節(jié)省成本）
來保持相同的VOUT容差范圍。