1、開關(guān)電源閉環(huán)系統(tǒng)開關(guān)電源閉環(huán)系統(tǒng)開關(guān)電源的潛在風險開關(guān)電源的潛在風險 開關(guān)電源的穩(wěn)定性會遭到輸入電源，輸出負載，和溫度的影響。其他會影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的各種要素如：元件在長期任務(wù)后公差變大，不當?shù)妮斎霝V波器，輸出負載電容，開關(guān)的雜訊也會影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。 對于開關(guān)電源設(shè)計工程師來說，最為難的莫過于在線路設(shè)計完成，投入消費并把貨交到客戶手上之后，發(fā)現(xiàn)他設(shè)計的開關(guān)電源，是不穩(wěn)定的。呵斥必需回收大量曾經(jīng)商品化的產(chǎn)品例如復(fù)印機。 假設(shè)用幾小時去做反響回路波特圖分析。提早作分析可以防止?jié)撛诘膶a(chǎn)品從市場上回收和設(shè)計變卦的危險。落實電源穩(wěn)定性分析落實電源穩(wěn)定性分析 研發(fā)，設(shè)計，和品保工程師必需測定閉回路增益裕量

2、度和相位裕量度，以掌握開關(guān)電源(SMPS)、不延續(xù)電源UPS等產(chǎn)品其的控制回路的穩(wěn)定度。 反響系統(tǒng)的設(shè)計影響到很多參數(shù)，如調(diào)整率，穩(wěn)定度，及瞬態(tài)呼應(yīng)等。開關(guān)電源穩(wěn)定性驗證,必需包含輸出電壓電流在不同的負載件下仍能符合兩項原那么的要求。反響回路穩(wěn)定性分析方法反響回路穩(wěn)定性分析方法時域分析：跳載階躍，load switching，瞬時加減載察看暫態(tài)呼應(yīng)注入方波，注入方波信號察看輸出波形試誤trial-and-error頻域分析：仿真Spice，以計算機模擬出波特圖察看增益相位余量頻響分析FRA,是以掃頻信號方式真實量測環(huán)路中的增益相位余量及波特圖分析波特圖波特圖 開關(guān)電源閉環(huán)系統(tǒng)由于它的增益頻響曲

3、線只發(fā)生一個轉(zhuǎn)機點，分析上比較不是那么困難，以波特圖方法是對環(huán)路增益和相位余裕計算和顯示的既簡單又有效的分析方法。 總的來說，增益呼應(yīng)曲線在穿過0dB時應(yīng)以20dB/Decade的斜率下降。在低頻段由高增益或是藉由曲線斜率20dB/Decade會讓系統(tǒng)有比較好的負載調(diào)整率和線調(diào)整率。 大多數(shù)情況下工程師以檢查反響系統(tǒng)在閉回路增益為0dB無增益的情況下相位裕量(Phase Margin)能否大于45度。另外在相位接近于零度時閉回路增益裕量(Gain Margin)能否大于-20dB。假設(shè)核實符合此二條件，那么此反響回路會得到穩(wěn)定的呼應(yīng)。閉環(huán)路頻響分析法閉環(huán)路頻響分析法 的相位裕量80時系統(tǒng)上升時

4、間長，動態(tài)性能差。 假設(shè)在轉(zhuǎn)機頻點Fc之后，雖然增益不為零但相位裕量缺乏，在穩(wěn)定負載時不會發(fā)現(xiàn)問題，但是在大的跳載時會發(fā)現(xiàn)嚴重的震蕩或是阻尼缺乏。 讓系統(tǒng)穩(wěn)定的捷徑是把環(huán)路增益降低。但是這樣會導(dǎo)致很糟糕的動態(tài)呼應(yīng)。 相位裕量在轉(zhuǎn)機頻點Fc和頻點以下的頻段都應(yīng)堅持大于45。 大的帶寬代表更快的瞬態(tài)呼應(yīng)，大的相位余度代表瞬變過程的過沖更小。仿真仿真SPICE與實踐與實踐ACTUAL 穩(wěn)定度仿真是透過計算預(yù)測增益裕量和相位裕量，在實踐對一個UPS的部分開關(guān)電源，輸出DC40V的電池充電回路，做仿真與實測比較后，結(jié)果如下：仿真：相位裕量度65 增益裕量-15dB實踐：相位裕量度88 增益裕量-33dB

5、估計與實測波德圖比較估計與實測波德圖比較CAP SPEC ESR 7.5CAP REAL ESR 0.3CAP SPEC ESR 45。針對控制到輸出增益發(fā)生零點的頻率附近，在補償網(wǎng)路內(nèi)參與極點，以使增益曲線堅持所希望的斜率。假設(shè)由于在補償網(wǎng)路加了零點而呵斥低頻增益過低而無法得到好的直流調(diào)整率， 那么在低頻處參與一對零點與極點，以加強增益。閉環(huán)評量的范例閉環(huán)評量的范例閉環(huán)評量的測試條件閉環(huán)評量的測試條件源最低電壓源正常電壓源最高電壓滿載半載空載滿載半載空載滿載半載空載常溫 123456789高溫101112131415161718低溫192021222324252627注：表格內(nèi)1、2、是指相

6、對編號的波特圖量測增益裕量和相位裕量量測增益裕量和相位裕量 實踐量測以注入一干擾信號(error signal)到反響回路的輸入，再以兩個量測通道作頻響分析 (Frequency Response Analyzer) 增益裕量和相位裕量。 PSM2200/1700 采用 DFT (Discrete Fourier Transform) 技術(shù)將雜訊所遮蓋微小并的注入訊號分別出來進展分析。 藉由顯示增益和相位，波德圖bode plot graph或是各頻點的增益和相位列表。PSM2200/1700 直接提供工程師開關(guān)電源閉回路增益裕量度和相位裕量度數(shù)據(jù)與圖表。 工程師在修正正補償電路之后再執(zhí)行掃頻

7、察看修正的效果。組建量測系統(tǒng)組建量測系統(tǒng)接線設(shè)置接線設(shè)置多組輸出的量測多組輸出的量測 兩組電源輸出時，整個電源回路增益特性= GAIN1 + GAIN2 - 2*GAIN2 1 - GAIN1*GAIN2。因需求具備同時量測四個通道得功能，并沒有人采用此技術(shù)。 測試多組輸出多組控制回路電源的做法通常是針對各個獨立的回路個別測試， 確認每個獨立的各組回路的穩(wěn)定性。 以一個雙輸出+ 5V及+12V電源為例，在量測個別的回路時要將另一組回路中斷。如要測試+ 5V 回路，那么將+12V 輸出的反響檢出點斷開，以另外一個+12V 電源替代。這樣，+12V回路就不能構(gòu)成。 以同樣的方式與步驟走去測試+12

8、V回路。假設(shè)+ 5V及+12V兩回路都做過穩(wěn)定度的個別檢驗而且都是穩(wěn)定的。那么，此電源的整體控制回路的穩(wěn)定度是符合要求的。PSM2200/1700波德圖波德圖100Hz10kHz1kHzGain 0dB489HzPhase 0 Phase Margin 65.13 Gain Margin -30dB100kHzOUTPUT=Set 300mV (Vpk, No Loaded), the inject signal is 11.9mV (after injection transformer)8kHzPSM2200/1700波德圖波德圖100Hz10kHz1kHzGain 0dB318HzPhase 0 Phase Marg