DC-DC loop design_CN_v2

1、1降压变换器的建模，控制及校正降压变换器的建模，控制及校正2 2议题议题 基础问题基础问题 三端三端PWMPWM开关的模型开关的模型 开环传递函数开环传递函数 电压模式控电压模式控制制 闭环传递函数闭环传递函数 闭环增益闭环增益 补偿器（校正器）设计补偿器（校正器）设计 PSPICEPSPICE和和MathcadMathcad仿真仿真 实验验证实验验证3 3基础问题基础问题 我想从今天的讨论中得到什么？我想从今天的讨论中得到什么？ 为什么为什么 控制电能控制电能 要用开关电源（而不用线性电源）？要用开关电源（而不用线性电源）？ 什么是什么是 线性系统线性系统？ 是什么造成了是什么造成了 开关电

2、源开关电源 的的 非线性？非线性？ 为什么要把为什么要把 开关电源开关电源 线性化线性化 ? ? 什么叫小信号分析？为什么要做小信号分析？什么叫小信号分析？为什么要做小信号分析？ 为什么要为什么要 用公式用公式 来研究来研究 开关电源？开关电源？ 什么情况下可以什么情况下可以 不用公式？不用公式？ 为什么要采用为什么要采用 复频域复频域 分析？分析？ 在复频域的在复频域的 零点零点 和和 极点极点 上到底发生了什么上到底发生了什么 （物理意义）？（物理意义）？ 复频域的复频域的 零极点零极点 和和 波德图中的波德图中的 零极点零极点 是什么关系？是什么关系？ 为什么要为什么要 仿真？仿真？ 4

3、 4以下是今天讨论的出发点以下是今天讨论的出发点世界上不存在纯粹的线性系统。要对任一对象进行理解和预测，需要将其世界上不存在纯粹的线性系统。要对任一对象进行理解和预测，需要将其抽象，简化，近似成抽象，简化，近似成 线性系统线性系统 模型，这就是古典数学及物理学的主要模型，这就是古典数学及物理学的主要 方法。方法。电感电流连续的开关电源，其使用的开关元件总是按占空的比例工作在两电感电流连续的开关电源，其使用的开关元件总是按占空的比例工作在两种输入状态，因此可以利用种输入状态，因此可以利用 叠加原理叠加原理，用加权平均的方法，忽略其高频，用加权平均的方法，忽略其高频成分（开关动作以及电压电流纹波）

4、，只着眼于其低频段成分（开关动作以及电压电流纹波），只着眼于其低频段 的表现的表现 - - 这就这就是是 “ “平均化平均化” ” 。平均化之后的某些电源拓扑的静态方程是非线性的，为了使用基于叠加原平均化之后的某些电源拓扑的静态方程是非线性的，为了使用基于叠加原理的微分方程等手段描述系统，需要将其在工作点附近作线性近似理的微分方程等手段描述系统，需要将其在工作点附近作线性近似 - - 这这种方法就是种方法就是“ “小信号分析小信号分析” ”，其前提是各信号的变化范围远小于其绝对值。，其前提是各信号的变化范围远小于其绝对值。力学，电学有两种分析问题的视角力学，电学有两种分析问题的视角 - - 静

5、态（稳态）分析，和动态分析。静态（稳态）分析，和动态分析。前者通常使用代数方程来描述，后者使用微分方程来描述。前者通常使用代数方程来描述，后者使用微分方程来描述。数学公式（极简化的除外），当其推导出的结果与直觉一致时，没有实际数学公式（极简化的除外），当其推导出的结果与直觉一致时，没有实际价值。只有在其推导的结果出人意料时，才具有指导意义。价值。只有在其推导的结果出人意料时，才具有指导意义。微积分是为了研究微积分是为了研究 变化变化 而发展出来的方法。线性系统的微分方程而发展出来的方法。线性系统的微分方程 列写列写 比较简单，然而比较简单，然而 求解求解 则比较复杂。拉氏变换是众多方法中特别简

6、便的一则比较复杂。拉氏变换是众多方法中特别简便的一种求解微分方程的手段。种求解微分方程的手段。5 5以下是今天讨论的出发点以下是今天讨论的出发点 (cont)(cont)与利用对数求解代数方程类似，应用拉氏变换求解的通常步骤是：将微分与利用对数求解代数方程类似，应用拉氏变换求解的通常步骤是：将微分方程通过拉氏变换得到其象函数的代数方程，然后利用代数方程的简单运方程通过拉氏变换得到其象函数的代数方程，然后利用代数方程的简单运算法则，将象函数简化为算法则，将象函数简化为 部分分式部分分式 形式。这样，基于叠加原理，就可以形式。这样，基于叠加原理，就可以将部分分式形式的代数方程逐项将部分分式形式的代

7、数方程逐项 逆变换逆变换 成成 标准形式的标准形式的 原函数。原函数。在所谓在所谓“ “复频域复频域” ”，零点，零点 和和 极点极点 没有物理上的对应。他们只是一种方法，没有物理上的对应。他们只是一种方法，可以在不用解开方程的情况下了解系统的特性可以在不用解开方程的情况下了解系统的特性-包括是否稳定，以及稳定包括是否稳定，以及稳定程度。程度。频率特性（波德图）中的频率特性（波德图）中的 零极点零极点 和和 以上复频域分析中的以上复频域分析中的 零极点零极点 是形是形式上的相同，而本质不同。前者具有实际的物理意义，即系统对正弦输入式上的相同，而本质不同。前者具有实际的物理意义，即系统对正弦输入

8、的稳态相应。后者没有对应的物理意义。二者很容易混淆。二者形式上相的稳态相应。后者没有对应的物理意义。二者很容易混淆。二者形式上相同的原因，在于拉氏变换的形式来源于傅氏变换。同的原因，在于拉氏变换的形式来源于傅氏变换。线性化的理念就是简化，方便抽象理解。这也是在计算工具不发达时简化线性化的理念就是简化，方便抽象理解。这也是在计算工具不发达时简化手工计算的手段。而电脑的出现使复杂系统完全可以通过逐点计算的方法手工计算的手段。而电脑的出现使复杂系统完全可以通过逐点计算的方法还原其非线性的面目。仿真的意义在于不必牺牲过多的还原其非线性的面目。仿真的意义在于不必牺牲过多的 非线性细节非线性细节 而接而接

9、近真实系统的特性。近真实系统的特性。6 6理想电源就是理想电源就是 + +-Rfb基准12VRfaVin1.1. 线性系统线性系统2.2. 输出阻抗为零输出阻抗为零3.3. 带宽无穷大带宽无穷大4.4. 无损耗无损耗5.5. 无分布，寄生参数无分布，寄生参数 实际开关电源更像是这样实际开关电源更像是这样 Error Error AmplifierAmplifierModulatorModulatorOutput FilterOutput Filter不补偿又会怎样？不补偿又会怎样？8 8电压模式变换器电压模式变换器负反馈是为了：负反馈是为了： 精度精度: : 稳态（静态）误差稳态（静态）误差

10、速度速度: : 动态响应动态响应 稳定：稳定： 增益及相位裕量增益及相位裕量V VININ+ +PWMPWM比较器比较器- -+ +FmFm功率级功率级- -+ +A(S)A(S)V VREFREFR_loadR_loadV VO Od d环路补偿器环路补偿器K K9平均化平均化 小信号小信号 PWM PWM 开关开关 模型模型10CoQ1DLVin+Ro?+LDCoRVINQ1PACPACBuckBoostCoQ1LDVin+Ro?PACBuck-Boost A: Active Switch Node C: Common Node P: Passive switch (Diode)DC-DC

11、 变换器中的变换器中的 PWM 开关开关?11Q1DPCADPCADDC ModeldPCAdAC ModelD = 1 - D非线性非线性 PWM PWM 开关开关为什么要平均化？为什么要平均化？考虑输出纹波后的考虑输出纹波后的BuckBuck变换器波形变换器波形12VoutIinILVswVinIdiode如果如果 Cout 足够小足够小不经过平不经过平均化，各均化，各变量之间变量之间的关系将的关系将会过于复会过于复杂，难以杂，难以计算。计算。1313怎样平均化？怎样平均化？Buck Buck 变换变换器器CoCoQ1Q1L LV Vin in+R RL LRcRci iL L+ +- -

12、v vPHPHi iin indvvdiiinPHLin=i iin ini iL LV Vin inv vQ2Q2I Ip pI Iv vd d 具有理想变压器的特性具有理想变压器的特性直流平均化模型直流平均化模型Lvpini d d2IIi=+=? ?A AC CP Pi iL L+ +- -v vPHPHi iin in1:d1:dA AC CP P该模型只在该模型只在CCMCCM下成立下成立注意：注意：三端开关在静态三端开关在静态情况下的占空比，情况下的占空比，和静态条件下的和静态条件下的三极管的放大倍三极管的放大倍数一样，数一样， 是常量。是常量。因此该静态模型因此该静态模型是线性的

13、。是线性的。为什么要做为什么要做“ “小小” ”信号分析？信号分析？或者或者- -为什么不做大信号分析？为什么不做大信号分析？14BuckBoostBuck-Boost引例引例: : 一块正方一块正方形边长形边长由由问此薄问此薄片片设薄片边长为设薄片边长为 x x , , 面积为面积为 A A , , 则则,2xA 0 x2020)(xxxA 20)(2xxx 20 xA xx 0 xx 02)( x0 x变到变到,0 xx 关于关于x x 的的线性主部线性主部 时，时， x x的的高阶无穷高阶无穷小可忽略不计小可忽略不计0 x 怎样得到小信号模型怎样得到小信号模型 ? ? 回回忆：微分的概念

14、忆：微分的概念面积的增量为面积的增量为当当 x x 在在0 x取取得增量得增量x时时,x x 面积改变了多少面积改变了多少? ? 1616怎样得到小怎样得到小信号模型信号模型 ? ? Buck Buck 变换变换器器PHPHPHLLLininininininv VviIidDdiIiv Vv+=+=+=+=+=CoCoQ1Q1L LV Vin in+R RL LRcRci iL L+ +- -v vPHPHi iin in? ?A AC CP P 开关电源的平均化是将开关电源的平均化是将 静态静态 三端开关三端开关 变成了变成了 静态静态 二二端口网端口网络，其输入络，其输入/ /输出关系是一

15、系列初等数学公式。输出关系是一系列初等数学公式。 然而在动态条件下，然而在动态条件下，占空比占空比 并非常量并非常量，造成，造成 静态模型静态模型 的的 动态特性动态特性 出现了非线性。为了将其出现了非线性。为了将其 近似成近似成 线性线性，我们基，我们基于微分的思想，在这个于微分的思想，在这个 二端口网络二端口网络 的工的工作点附作点附近，对包近，对包括占空比在内的括占空比在内的各个各个物理量加上物理量加上 小小信号信号“ “扰动扰动” ”，17三端三端PWMPWM开关的小信号模型开关的小信号模型加扰动加扰动dDdiIiiIiLLLinininLLiniDdIi 小信号小信号平均化平均化模型

16、模型iL+-vPHiin1:dACPQ1?PACdVindILini1:D+ACPdiDidIDI)d)(Di(IiILLLLLLinin线性化线性化由前述直流平由前述直流平均化模型出发：均化模型出发：diiLindDdvVvvVvinininPHPHPH加扰动加扰动线性化线性化ininPHvDdVv ininPHLLinv DdVv i DdIi+=+=dvvinPH18dVindIL1:D+ACP+LCoRVINACPBuckBuck变换器变换器的平的平均均化小信号模化小信号模型型dVindIL1:D+ACP+LCoRinV19各种各种变变换换器的一般平器的一般平均均化小信号模化小信号模型

17、型 - in- in Fundamentals of Power Electronics20DVVG11Dv v G0Sinov2o2SoQSzS0dinov=+=CLcoCRLCRQ ,LR ,1 ,1LzLz开环输入至输出传递函数开环输入至输出传递函数 (Buck)(Buck)dVindIL1:D+ACP+LCRRCRLov inV1:DACP+LCRRCRLov inV21CLcoCRLCRQ ,LR ,1 ,1LzLzDGvESR ZerooQ factor-40db/dec-20db/decDVVG11Dv v G0Sinov2o2SoQSzS0dinov=+=开环输入至输出传递函数

18、开环输入至输出传递函数 (Buck)(Buck)222o2SoQSzSIN0inv od11Vdv G+=CLcoCRLCRQ ,LR ,1 ,1LzLzdVindIL1:D+ACP+LCRRCRLov inVdVin+CPLCRRCRLov IN0S2o2SoQSzSINodV11VDV)DC(G=+=开环开环 控制至输出控制至输出 传递函数传递函数 (Buck)(Buck)232o2SoQSzSIN0inv od11Vdv G+=CLLzLczoRQ ,LR ,CR1 ,LC1=VINGdESR ZerooQ factor-40db/dec-20db/dec开环开环 控制至输出控制至输出

19、传递函数传递函数 (Buck)(Buck)24()()R/R sZR/R0SZ1)1()1(R/Riv ZcpLp2o2SoQSzLSzSLoop=+=dVindIL1:D+ACP+LCRRCRLov inV0inv doopiv Z=LCRRCRLov ZO开环开环 输出传阻抗输出传阻抗 ( (Buck)Buck)25()()R/R sZR/R0SZ1)1()1(R/Riv ZcpLp2o2SoQSzLSzSLoop=+=CLcoCRLCRQ ,LR ,1 ,1LzLzZpESR ZerooQ factor20db/dec-20db/decRL /RRc /RZLZLCRRCRLov ZO开

20、环开环 输出传阻抗输出传阻抗 ( (Buck)Buck)26单单 闭环控制闭环控制 开关变换器开关变换器27小信号小信号 闭环控制闭环控制 开关变换器开关变换器PWMPWM比较器比较器Fm变换器变换器功率级功率级补偿器补偿器. ,dv ,iv ,v ooooinvinv ov oid-A(S)GVZPinv Xov -A(S)FmGdTdoi小信号结构图小信号结构图功率级功率级280 0d d andand 0 0i i v vv vG G lity)lity)SusceptibiSusceptibi audioaudio looploop (Open(Open开环电压增益开环电压增益o oi

21、n ino ov v0 0v v andand 0 0d d i iv vZ ZImpedanceImpedance OutputOutput LoopLoop OpenOpen开环输出阻抗开环输出阻抗o oo op p开环传递函数开环传递函数GVZPinv Xov -A(S)FmGdTdoiCv 290iv dv Goinod=GVZPinv Xov -A(S)FmGdTdoiCv ocv v A(s) =控制至输出传递函数控制至输出传递函数环路补偿器增益环路补偿器增益PWM PWM 比较器增益比较器增益cv dFm =开环传递函数开环传递函数 （续）（续）30vcompvrampDTsVP

22、小信号小信号 PWM PWM 比较器增益比较器增益 FmFmPWM PWM 比较器比较器Fmcv +-dVcvccv sTdPccmV1v ddvddF=如如何处理有何处理有 最小关断时间最小关断时间的控制器？的控制器？31闭环闭环 音频敏感度音频敏感度 ( (输入动态响应输入动态响应) ) T1vGAmFdG1vGinv ov +=+=A dG mFT =环路增益环路增益: :omdinvov AFddGv Gv -=+= 高环路增益高环路增益T T 改善输入动态响应改善输入动态响应Audio-Susceptibility 物理意义物理意义: 输入动态响应（输入动态响应（Line Trans

23、ient Response)inov v Audio SusceptibilityGVZPinv Xov -A(S)FmGdTdoiCv 0io=32T1pZAmFdG1pZoiov +=+=GVinv Xov -AFmGdTdZPoiomdopov A F Gi Zv -=闭环闭环 输出阻抗输出阻抗 （负载动态响应）（负载动态响应） 输出阻抗越小，负载动态响应越快输出阻抗越小，负载动态响应越快 增益越高，负载动态响应越快增益越高，负载动态响应越快Output Impedance Output Impedance 物理意义物理意义: : 负载动态响应负载动态响应ooiv 0v in=闭环输出阻

24、抗闭环输出阻抗3333环路分析环路分析 环路分析要做到的是环路分析要做到的是: : 系统性能分析：动态响应系统性能分析：动态响应 稳定性分析稳定性分析: : 是否稳定是否稳定 稳定程度稳定程度 对设计进行评估对设计进行评估 可被实验验证可被实验验证34环路增益环路增益 T T 的函数的函数: : 闭环电压增益闭环电压增益T1Gv v GvinoCL+=1+TGVGCLTESR ZerooffC (bandwidth) GCL越小越小, 输入动态响应越快输入动态响应越快 带宽带宽 fc 越宽，输入动态响应越快越宽，输入动态响应越快GVinv Xov -AFmGdTdZPoi2o2SoQSzSin

25、ov11Dv v G+=35T1Ziv ZpooCL+= ZCL ZCL 用于负载动态响应用于负载动态响应 Z ZCL CL 越小越小, , 负载动态响应越快负载动态响应越快 最小高频最小高频 ZoZo 等于等于 ESRESR1+TZPZCLTESR ZerooffC (bandwidth)ESRGVinv Xov -AFmGdTdZPoi2o2SoQSzLSzSLoop1)1()1(R/Riv Z+=LR LzL=环路增益环路增益 T T 的函数的函数: : 闭环输出阻抗闭环输出阻抗36CoQ1Q2L+RLRcRoZO1+TZPZCLTESR Zerooff fC C ( (带宽带宽) )E

26、SRLR LzL= 当当 f f 趋于极大趋于极大 C C 短路，短路， L L 开路开路 最小最小 Z ZO O: ESR: ESR ESR ESR越小越小, , 负载动态越快负载动态越快 T T 越高越高, , 负载动态越快负载动态越快 T1Ziv ZpooCL+=闭环输出阻抗闭环输出阻抗3737理想环路增益特性理想环路增益特性 高的直流电压增益以减小高的直流电压增益以减小DCDC误差误差 高带宽以提高负载动态响应速度高带宽以提高负载动态响应速度 以以- -20dB/20dB/decdec 斜率穿越斜率穿越 0dB 0dB 以提高相位裕量以提高相位裕量 高频部分高的衰减以减小对噪声的敏感性

27、高频部分高的衰减以减小对噪声的敏感性|T|T|off fC C ( (带宽带宽) )-180-180o omG Gmm: : 增益裕量增益裕量相位裕量相位裕量0dB0dB T T3838环路增益环路增益 T T 的实例的实例T Tp-90-90o o-45-45o o0 0o opmS1GT+=一阶系统一阶系统 绝对稳定绝对稳定 90 90o o 相位裕量相位裕量- -20dB/20dB/decdec相位裕量相位裕量: : 9090o o-180-180o o(-1,0)(-1,0)Gm (S=0)Gm (S=0)S S 平面平面S=jS=j 的意义：的意义： ( )TAnglePhaseTl

28、og20Magnitude=T=1/(1 + j) S=jT=1/(1 + j) S=j p p幅值幅值 = -20 log= -20 log相位相位 = -45 degree= -45 degree23939T To-180-180o o-90-90o o0 0o o2o2omSQS1GT+=二阶系统二阶系统 稳定稳定 相位裕量相位裕量: : 可可能会非常能会非常小（取决于小（取决于Q Q） 增益裕量增益裕量: : 理论上无穷大理论上无穷大-40dB/Dec-40dB/Dec(-1,0)(-1,0)Gm (S=0)Gm (S=0)S S平面平面|T|=1|T|=1S = jS = j o o

29、jQGTm=环路增益环路增益 T T 的实例的实例 4040基本极点和零点特性基本极点和零点特性 单极点单极点 极点处（极点处（f fp p）相位滞后）相位滞后45 45 度度 10 10 f fp p 后后相移（接近）相移（接近）9090o o -20 -20 dB/dB/decdec 单零点单零点 零点处（零点处（f fz z） 4545o o 相位超前相位超前 10 10 f fz z后相移（接近）后相移（接近）9090o o + +20dB/20dB/decdec5310S110S1)S(G+=T Tp9090o o4545o o0 0o o 20dB/Dec20dB/Dec4141直

30、流增益直流增益G GV Vinv oVA AFmFmG Gd dT TdZ ZP Poi+ + +V VREFREF- -ErrorError0iv oin=T(直流增益)T(直流增益)V VG GAFAFV VV V- -V V误差误差 DCDCo o0 0S Sd dmmo oo oREFREF 直流增益越高，直流稳态误差越小直流增益越高，直流稳态误差越小 40dB 40dB 直流增益直流增益, , 则则 1 1% % 误差误差OUTPUTOUTPUT42补偿器设计补偿器设计4343G GV Vinv ov -A(S)-A(S)FmFmG Gd dT TdZ ZP Poi+mdF)S(AG

31、T=环路设计的目标环路设计的目标将总环路增益将总环路增益 T T 校正，以达成校正，以达成以下目标以下目标q 低频段高增益低频段高增益q 40 40 度相位裕量度相位裕量q 10 dB 10 dB 增益裕量增益裕量q 高带宽以加快动态响应高带宽以加快动态响应4444Crossover Frequency0510152000.511.521.6591.177104v t 15()v t 30()v t 45()v t 60()200.015c t 负载动态响应负载动态响应 和和 相位裕量相位裕量 的关系的关系（时域指标（时域指标 和和 频域指标频域指标 的关系）的关系）通过铃振的程度可以判断通过

32、铃振的程度可以判断 相位裕量相位裕量 45 45 度相位裕量是足够的度相位裕量是足够的穿越频率等于铃振频率穿越频率等于铃振频率 穿越频率应该在穿越频率应该在 开关频率的开关频率的 1/5 1/5 至至 1/10 1/10 左右左右 =15=15 =30=30 =45=45 =60=60 4545c2o2SoQSzSINmcmdK11VFT;KA(s) ,AFGT+=CLczoRQ ,CR1 ,LC1=补偿器设计补偿器设计 ( (电压模式控制电压模式控制) )降压变换器降压变换器T TESR ZeroESR Zeroof fC C (bandwidth)(bandwidth)-180-180o

33、o-90-90o o 直流增益小，需要增加积分环节直流增益小，需要增加积分环节 双极点双极点: 180o 滞后滞后 如如果零点果零点频率频率 z z 3 3倍极点倍极点频率频率 o o，则相位裕量几乎为则相位裕量几乎为 0 0o o 如果如果 ESR ESR 零点零点 z 3 z C3 R2, C3 if C1C33.3. R3, C2 R3, C2IIIIII型补偿器电路型补偿器电路49)1 ()1 (S)1 ()1 (K11VFTAFGT2pS1pS2zS1zSc2o2SoQSzSINmmd+=Gd(S)GVinv ov -AFmGdTdZPoi+A(S): A(S): 补偿器补偿器 II

34、I III 型补偿器：两个零点型补偿器：两个零点 ( ( z1z1, , z2z2) )，三个极点，三个极点( (0, 0, p1p1, , p2p2) ) 环路增益与输入电压成正比环路增益与输入电压成正比 需要引入输入电压前馈需要引入输入电压前馈环路设计环路设计( (电压模式控制电压模式控制) )CLczoRQ ,CR1 ,LC1=50补偿器的设计目标补偿器的设计目标)1()1(S)1()1(K11VFTAFGT2pS1pS2zS1zSc2o2SoQSzSINmmd+= 目标是目标是 在功率级元件确定的参数在功率级元件确定的参数 z z, , o o, Q, V, Q, VININ, PWM

35、 , PWM 增益增益 F Fm m 的基础上，选择补偿器的参数的基础上，选择补偿器的参数 K Kc c, , z1z1, , z2z2, , p1p1, , p2,p2, 来校正来校正 环路增益曲线，以达到环路增益曲线，以达到 稳定稳定 及及 优化的优化的 性能。性能。51A(S)Gd(S)Tp1p2)1()1(S)1()1(K1)1(VFT2pS1pS2zS1zSc2o2SoQSzSINm+=cFmGdESR ESR 零点零点zo积分环节积分环节-20dB/decz1, z2-40dB/dec1.1.带宽带宽 f fc c = (1/5-1/10) = (1/5-1/10) f fs s2

36、.2. z1z1, , z2z2 靠近靠近 o o3.3. p1p1 抵消抵消 ESR ESR 零点零点 z z4.4. p2p2 = 10 = 10 c c5.5.确定确定 K Kc c6.6.选择补偿器的选择补偿器的 电阻电阻 及及 电容电容环路设计环路设计 ( (实例实例1)1)52GdFmESRESR零点零点ofA(S)A(S)两个零点两个零点x xx x两个极点两个极点积分环节积分环节|T|T|fC T-90o-180o 用一个积分环节以提高直用一个积分环节以提高直流增益流增益 在在 fofo 两边放两个零点两边放两个零点 用两个高频极点抵消用两个高频极点抵消ESRESR零点，并增加

37、高频部零点，并增加高频部分的衰减速度分的衰减速度开环频率特性开环频率特性环路设计环路设计 ( (实例实例2)2)53G Gd dF FmmII II 型补偿电路：型补偿电路： 具备一个零点，两个极点具备一个零点，两个极点 在在ESR ESR 零点靠近双极点零点靠近双极点时，选时，选择补偿零点择补偿零点 z1 z1 3 3 o ooA(S)A(S)单单零点零点x x单极点单极点积分器积分器|T|T| C C T T-90o-180o z z1pS11zS1ISK)S(A+=II II 型补偿器电路型补偿器电路54)1()1(S)1()1(K1)1(VFT2pS1pS2zS1zSc2o2SoQSz

38、SINm+=环路增益环路增益 T T：输入电压的函数：输入电压的函数fC-90o-180oVIN VIN VinVin高时，相高时，相位裕位裕量很量很小小 T T 是是 VIN VIN 的函的函数，数， 需要用电压前馈来抵需要用电压前馈来抵消消VIN VIN 对对 T T 的影响的影响55PcompV1Vd=PcompcompmV1v ddvddF=vcompvrampdVP带输入电压前馈的补偿器带输入电压前馈的补偿器PWM PWM 比较器比较器Fmcompv+-dVP = K VININmKV1F=前馈前馈 : :PWM PWM 斜率是输入电压的函数斜率是输入电压的函数56加入输入电压前馈的环路增益加入输入电压前馈的环路增益)1()1(S)1()1(K 11V FTAFGT2pS1pS2zS1zSc2o2SoQSzSINmmd+=INmKV1F=)1()1(S)1()1(K11VKV1T2pS1pS2zS1zSc2o2SoQSzSININ+= 环路增益与输入电压无关环路增益与输入电压无关 快速的输入动态响应，只与快速的输入动态响应，只与 Vramp = f(VIN) 的转换速度的转换速度 K 相关相关57如何测量环路增益如何测量环路增益VOLPWM比较器比较器-+VREF补偿器补偿器VINRCo