1、環(huán)路穩(wěn)定性評價指標(biāo)

衡量開關(guān)電源穩(wěn)定性的指標(biāo)是相位裕度和增益裕度。同時穿越頻率，也應(yīng)作為一個參考指標(biāo)。

(1) 相位裕度是指：增益降到0dB時所對應(yīng)的相位。

(2) 增益裕度是指：相位為0deg時所對應(yīng)的增益大小(實際是衰減)。

(3) 穿越頻率是指：增益為0dB時所對應(yīng)的頻率值。

相位裕度，增益裕度，穿越頻率，如圖（波特圖）所示。

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開關(guān)電源控制環(huán)路穩(wěn)定性驗證

開關(guān)電源環(huán)路的頻響特性，如果電源的負(fù)載特性在某一頻率下增益等于1(0dB)且相移量為180°時，那么電源控制環(huán)路將因出現(xiàn)同相正反饋(此相移量加原設(shè)定180°相移，總相移量為360°)，因而有足夠能量返回系統(tǒng)，并在此頻率下維持振蕩。為避免電源系統(tǒng)出現(xiàn)類似破壞性的不穩(wěn)定現(xiàn)象，通常情況下，環(huán)路控制電路都會采用反饋補償組件來降低高頻端的增益，使得開關(guān)電源在預(yù)設(shè)頻率范圍內(nèi)都保持穩(wěn)定。

環(huán)路穩(wěn)定性測試接線圖如圖2所示，將信號電阻（Inserted Resistor ）接入電源的環(huán)路控制電路中，注入一特定幅度和頻率范圍的掃頻干擾信號(OUT)，當(dāng)干擾信號達到一定的幅度時，環(huán)路系統(tǒng)便對干擾信號有所響應(yīng)，然后使用頻率響應(yīng)分析儀對電源環(huán)路輸出端(CH2)和電源環(huán)路干擾信號注入端(CH1)同時進行比值跟蹤測量，則可以得出頻率與增益和相位的關(guān)系曲線圖——波特曲線圖（Bode Plot Graph)，如圖1所示。

在實際測試過程中應(yīng)注意的環(huán)節(jié)是注入電阻的位置，以及阻值大小。為了減小測量誤差，實測一般選取10～100Ω的電阻；干擾信號的大小一般要求其幅度不能超過輸出電壓的5%，否則測出來的結(jié)果是不準(zhǔn)確的。

環(huán)路穩(wěn)定性測試接線圖

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環(huán)路穩(wěn)定性評價指標(biāo)

工程中一般認(rèn)為在室溫和標(biāo)準(zhǔn)輸入、正常負(fù)載條件下，環(huán)路的相位裕量要求大于45°，以確保系統(tǒng)在各種誤差和參數(shù)變化情況下的穩(wěn)定性。當(dāng)負(fù)載特性、輸入電壓變化較大時，需考慮在所有負(fù)載狀況下以及輸入電壓范圍內(nèi)的環(huán)路相位裕量應(yīng)大于30°。

穿越頻率，又稱為頻帶寬度，頻帶寬度的大小可以反映控制環(huán)路響應(yīng)的快慢。一般認(rèn)為帶寬越寬，其對負(fù)載動態(tài)響應(yīng)的抑制能力就越好，過沖、欠沖越小，恢復(fù)時間也就越快，系統(tǒng)從而可以更穩(wěn)定。但是由于受到右半平面零點的影響，以及原材料、運放的帶寬不可能無窮大等綜合因素的限制，電源的帶寬也不能無限制提高，一般取開關(guān)頻率的1/20～1/6。

綜合以上，一般可從以下三個原則判定電源環(huán)路穩(wěn)定性:

(1)、在室溫和標(biāo)準(zhǔn)輸入、正常負(fù)載條件下，閉環(huán)回路增益為0dB(無增益)的情況下,相位裕度是應(yīng)大于45 度；如果輸入電壓、負(fù)載、溫度變化范圍非常大, 相位裕度不應(yīng)小于30度。

(2)、同步檢查在相位接近于0deg時,閉環(huán)回路增益裕度應(yīng)大于7dB，為了不接近不穩(wěn)定點，一般認(rèn)為增益裕度12dB以上是必要的。

(3)、同時依據(jù)測試的波特圖對電源特性進行分析，穿越頻率按20dB/Dec閉合，頻帶寬度一般為開關(guān)頻率的1/20～1/6。

如果有環(huán)路分析儀，就好說了，低溫條件下，典型輸入典型輸出，測開環(huán)Bode圖，按照上述評判標(biāo)準(zhǔn)進行判斷就可以了。

問題是：我們中小企業(yè)往往沒有足夠的測試條件。在沒有測試波特圖的條件情況下，我們?nèi)绾畏治龊团袛喹h(huán)路穩(wěn)定性呢？

若沒有環(huán)路分析儀，就通過輸出動態(tài)負(fù)載響應(yīng)進行判斷，測試條件：規(guī)格書標(biāo)定的最低溫度運行（如-25℃），額定輸入電壓，輸出不要額外掛電容，負(fù)載進行半載---滿載---半載切換（一般電流變化率可按照工業(yè)電源的標(biāo)準(zhǔn)0.1A/us的變化率設(shè)定），若此時輸出動態(tài)響應(yīng)能做到這個樣子，基本就能判定環(huán)路很穩(wěn)了：

如果電源環(huán)路不穩(wěn)定，會表現(xiàn)為：

動態(tài)響應(yīng)振蕩

Phase點的jitter

對于典型的PWM開關(guān)電源，如果phase點jitter太大，通常系統(tǒng)會不穩(wěn)定（就是之前提到的相位裕量不足，在動態(tài)負(fù)載情況下，時域的表現(xiàn)），對于200~500K的PWM開關(guān)電源，典型的jitter值應(yīng)該在1ns以下。

本質(zhì)為：開關(guān)占空比不穩(wěn)定