隨著電子，自控，航天，通訊，醫(yī)療器械等技術(shù)不斷向深度和廣度的發(fā)展，勢(shì)必要求為期供電的開關(guān)電源要有更高的穩(wěn)定性，即不僅要有好的線性調(diào)節(jié)率、負(fù)載調(diào)節(jié)率還要有快速的動(dòng)態(tài)負(fù)載響應(yīng)。而這些因素都和控制環(huán)路有關(guān)，控制環(huán)路一般工作在負(fù)載狀態(tài)，稱之為電壓負(fù)反饋。如果反饋環(huán)路設(shè)計(jì)的不好，對(duì)應(yīng)負(fù)載的瞬態(tài)改變，環(huán)路就不能做出及時(shí)恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整，那么輸出開關(guān)電源瞬間會(huì)偏高或者偏低，甚至有可能會(huì)造成電源系統(tǒng)的振蕩，對(duì)下一級(jí)構(gòu)成損壞。此時(shí)若能夠?qū)Νh(huán)路測(cè)量就顯得很重要了。那么環(huán)路部分又是怎么影響整個(gè)回路的呢？

一、開關(guān)電源之環(huán)增益穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)
由傳遞函數(shù)C/R=G/(1+GH)，放大器的開環(huán)增益G是頻率的函數(shù)，會(huì)隨著頻率的增加而減小，同時(shí)也和放大器的相位有關(guān)，當(dāng)GH=-1,則其傳遞的值為∞，即增益是無窮大的，可以認(rèn)為任意小的輸入擾動(dòng)都能引起輸出的無窮大，如果這種輸出無窮大的信號(hào)在反饋到功率變換環(huán)節(jié)，勢(shì)必會(huì)造成最后輸出的振蕩，整個(gè)系統(tǒng)因而不在穩(wěn)壓。所以說可以通過分析GH的增益和相位來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

二、開關(guān)電源之Bode圖基礎(chǔ)
我們可以通過環(huán)增益GH的頻率特性來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而回路增益|GH|以及回路相位差∠GH的頻率特性可以用Bode圖來表示，并且系統(tǒng)的穩(wěn)定性可以通過Bode圖中的相位余量（Phase margin），增益余量（gain margin），穿越頻率（crossover frequency）來衡量。

相位余量的作用是確保在一定條件下（包括元器件的誤差、輸入電壓變化、負(fù)載變化、溫升等）系統(tǒng)都能夠穩(wěn)定，使用在標(biāo)稱輸入額定負(fù)載室溫下，要有45度的余量。如果輸入電源、負(fù)載、溫度變化范圍非常大，相位余量不應(yīng)小于30度。增益余量為了不接近不穩(wěn)定點(diǎn)，一般認(rèn)為-12dB以上是必要。

穿越頻率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)為寬度越寬，其對(duì)負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)的抑制能力就越好，過沖，欠沖越小，恢復(fù)時(shí)間越就越快，系統(tǒng)從而可以更穩(wěn)定。但是由于受到右半平面零點(diǎn)的影響，以及原材料、運(yùn)放的帶寬不能無窮大等綜合因素的限制，電源的帶寬也不能無限制的提高，一般取開關(guān)頻率的1/20~1/6。

三、開關(guān)電源之環(huán)路的測(cè)試
對(duì)環(huán)路的增益和相位的測(cè)量，我們通?？梢岳铆h(huán)路分析儀（FRA）或增益-相位分析儀進(jìn)行測(cè)量。這些儀器是過對(duì)采樣獲得的模擬信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，然后通過A/D轉(zhuǎn)換，在利用DFT（離散傅里葉變換）運(yùn)算求得增益和相位，最后用曲線（Bode plot）表示出來。

四、開關(guān)電源穩(wěn)定性測(cè)試案例：
在了解影響產(chǎn)品穩(wěn)定性的因素和判定準(zhǔn)則以及怎樣來檢測(cè)產(chǎn)品后，就可以對(duì)所測(cè)的產(chǎn)品結(jié)果進(jìn)行分析了。另外，在測(cè)試過程中，開關(guān)電源的環(huán)路增益和相位通常建議在空載，半載和滿載的情況下分別測(cè)試。至于激勵(lì)信號(hào)的功率高低的選擇，一般情況下需要在測(cè)量頻率比較低時(shí)要把注入的交流激勵(lì)信號(hào)的功率設(shè)得高一些，例如-20dBm或-30dBm。環(huán)路測(cè)試過程中電容ESR測(cè)試也是非常重要的。

以上就是關(guān)于開關(guān)電源之增益穩(wěn)定性的分析，希望能幫助大家更加深刻的了解和使用開關(guān)電源，如果想了解更多關(guān)于開關(guān)電源的內(nèi)容，請(qǐng)登錄成良電源官網(wǎng)。