這是討論如何正確測試電源以確保其在各種工作條件下可靠工作的，本文旨在讓設計工程師充分了解驗證可靠電源設計所需的部分測試，但不一定是全部測試?，F在討論電源控制回路以及如何測量穩(wěn)定性。我們討論波特圖以及測試穩(wěn)定性時要尋找的內容。

為什么要測量穩(wěn)定性?

電源是閉環(huán)放大器;它在特定的調節(jié)電壓和/或電流下吸收電能并將其轉換為另一種形式的電能。電源通過檢測輸出并將其中的一部分與參考電壓進行比較來進行調節(jié)。感應信號和參考信號之間的差異被放大，然后用于控制穩(wěn)壓器的功率級，以保持電壓(或電流)恒定(。

電源采用從輸出返回到誤差放大器的負反饋，以確保在各種工作條件(負載變化、溫度變化、輸入電壓變化等)下進行適當的調節(jié)。與任何穩(wěn)定的閉環(huán)系統(tǒng)一樣，必須確保閉環(huán)增益在工作頻率或風險振蕩和/或其他不理想的特性下小于 1。

負(或退化)反饋與外部影響相反，例如負載變化或元件值漂移引起的輸出電壓變化。電源的負反饋項必須與輸入充分異相或建立小于 1 的增益以確保正常運行。

確保閉合反饋電路穩(wěn)定性的傳統(tǒng)方法是測量并繪制環(huán)路周圍完整路徑的增益和相位。根據該測量，可以計算出安全裕度并確定其是否可用于被測系統(tǒng)。相位和增益裕度將在下面展開。

雖然可以模擬環(huán)路特性，但難以準確模擬 PCB 和連接器阻抗等真實系統(tǒng)級特性，尤其是使用成本較低的模擬工具時。因此，需要實際的穩(wěn)定性測量來了解實際的環(huán)路穩(wěn)定性。

什么時候可以忽略控制回路的穩(wěn)定性?

一些電源 IC 旨在幫助最大限度地減少與穩(wěn)定性相關的擔憂。如果遵循嚴格的設計準則并保持特定的工作條件，則使用這些 IC 假定設計穩(wěn)定。例如，TI 的 Simple Switchers? 或 Swift? 產品系列專為易于使用而設計，并通過特定實現在明確定義的輸入和輸出條件范圍內正常運行。如果設計保持在定義的應用范圍內，并且設計人員遵循印刷電路板 (PCB) 示例，則電路應該是穩(wěn)定的。

一些穩(wěn)壓器架構不采用傳統(tǒng)的放大器反饋環(huán)路，而是使用具有遲滯的電平比較器來維持輸出電壓。這些滯后控制回路調節(jié)器，通常稱為 DCAP 或恒定導通時間 (COT)，采用固有的穩(wěn)定控制回路。盡管并非總是必要的，但在任何閉環(huán)電力系統(tǒng)中測量穩(wěn)定性始終是一種很好的做法。

測量不同系統(tǒng)工作點的穩(wěn)定性

在負載、輸入電壓或系統(tǒng)特性隨時間和/或溫度變化的情況下，有必要在商定的測試限制范圍內測量環(huán)路穩(wěn)定性。盡管調節(jié)器在初始臺架測試期間可能看起來很穩(wěn)定，但在其他操作條件下或使用超出公差的組件構建時可能會變得不穩(wěn)定。必須在所有最壞情況下的系統(tǒng)配置中測量電源的穩(wěn)定性，包括高/低輸入電壓和高/低輸出阻抗。在系統(tǒng)級別，分析電源負載以準確產生最壞情況下的負載條件，包括可能出現的額外輸出電容和/或電感。