開(kāi)關(guān)電源環(huán)路穩定性分析(二)

如果一上來(lái)就分析開(kāi)關(guān)電源的環(huán)路穩定性，我估計大部分人都會(huì )很暈，包括我自己。各種傳遞函數，各種補償網(wǎng)絡(luò )，都是一些知道名字，但是連在一起就不認識。

在上一節中，基于歐姆定律，基爾霍夫定律，伏秒平衡這些已知的知識點(diǎn)，可以推導出Buck變換器的輸入輸出關(guān)系。

今天這一節，我們還是從全局的概念來(lái)解析開(kāi)關(guān)電源。

1. 運放和開(kāi)關(guān)電源

如果一上來(lái)就分析開(kāi)關(guān)電源的環(huán)路穩定性，我估計大部分人都會(huì )很暈，包括我自己。各種傳遞函數，各種補償網(wǎng)絡(luò )，都是一些知道名字，但是連在一起就不認識。

不慌，學(xué)習東西都是從簡(jiǎn)單到復雜。畢竟開(kāi)關(guān)電源也是電阻，電感，電容，MOS這些器件組成的，假設我們找個(gè)簡(jiǎn)單的，帶有環(huán)路的模塊，先把它搞清楚，再類(lèi)比學(xué)習開(kāi)關(guān)電源的環(huán)路穩定性，應該會(huì )簡(jiǎn)單很多。

在學(xué)過(guò)的所有知識點(diǎn)中，我能想到的就是運放。

運放可以看成是黑盒，有輸入輸出，開(kāi)關(guān)電源也可以看成是黑盒，有輸入輸出。直接分析開(kāi)關(guān)電源的環(huán)路穩定性，相當復雜，但是運放器件少，分析起來(lái)比較簡(jiǎn)單。從運放開(kāi)始，是突破口。

2、開(kāi)環(huán)系統

對于運放來(lái)說(shuō)，假設我們有下面這樣的電路

給運放一個(gè)輸入信號，此時(shí)運放開(kāi)環(huán)，可知輸出信號直接到達電源軌，并未實(shí)現我們想要的放大倍數。

由于運放的開(kāi)環(huán)增益非常大，因此在輸入端增加很小的信號就能使運放飽和。為了使運放能正常使用，我們會(huì )給運放增加反饋回路，使其輸出在可控的范圍內。

兩個(gè)電阻組成的反饋回路

一個(gè)電阻和一個(gè)電容組成的反饋回路

因此，就有了同相，反相，微分，積分這四種基本帶有閉環(huán)反饋的回路。

同理，對于開(kāi)關(guān)電源也一樣，如果沒(méi)有閉環(huán)反饋回來(lái)，當輸入電壓變化或者輸出負載變化的時(shí)候，由于沒(méi)有閉環(huán)反饋，系統會(huì )和開(kāi)環(huán)的運放一樣，無(wú)法得到我們想要的結果。所以開(kāi)關(guān)電源必須有反饋回路?？梢哉f(shuō)，不懂環(huán)路，就不知道開(kāi)關(guān)電源精髓所在。

對于運放來(lái)講，搞清楚了四種基本的電路，我們就可以變換出各樣的放大倍數，疊加，減法等電路模型，那么對于開(kāi)關(guān)電源的一樣，要很好的控制環(huán)路，必須選取合適的環(huán)路控制方式。

3、開(kāi)關(guān)電源控制方式

根據前面內容，要分析開(kāi)關(guān)電源的環(huán)路，要像分析運放一樣，把運放本體和環(huán)路分開(kāi)來(lái)。同樣，對于開(kāi)關(guān)電源，我們也把電源的功率級和環(huán)路控制分開(kāi)來(lái)，可以表示為下面的拓撲圖。

因此，接下來(lái)的重點(diǎn)應該是搞清楚開(kāi)關(guān)電源的環(huán)路是如何控制的，就像我們看到運放的環(huán)路是電阻還是電容，可以很快判斷是純粹放大電路還是微分，積分電路。

在開(kāi)關(guān)電源里面，環(huán)路比運放的環(huán)路要復雜很多，為了分析簡(jiǎn)單，只討論Buck變換器，基于PWM調制方式下的電壓和電流控制模式。PWM調試方式這里不贅述，直觀(guān)的理解就是頻率恒定，占空比可調的方式。

截止到目前為止，上述所有的內容都是已經(jīng)學(xué)習過(guò)的內容。但是我們已經(jīng)很清楚知道了為什么要研究環(huán)路，以及準備如何分析環(huán)路。