环路设计与控制技术探讨（2）

二、获取功率级电路的bode图

获取功率级电路的bode图一般可通过建立小信号模型或环路分析仪实测得到，建立小信号模型时电路中的在寄生参数也应考虑进去，然而实际电路中寄生参数并不容易测量。环路分析仪价格比较昂贵，市面上有一款不足万元的带环路扫描的示波器但扫频信号的幅度不能自动调节，开关电源拓扑的特性是低频时增益大高频时增益小，所以扫频信号应做相应调整在低频时降低信号幅度高频时增大信号幅度，否则要么饱和要么信噪比太低会带来测量误差。

图2-1 恰当扫频幅度获得的理想bode图

基于上述两个原因曾DIY一块基于自激震荡原理的环路扫描仪，参考链接：

https://www.dianyuan.com/bbs/2440093.html

其基本原理是搭建一个增益和相位独立可调的补偿器见下图

图2-2 增益、相位独立可调补偿器

把该补偿器接入待测电路形成稳定震荡（振幅可控，一般应控制在小幅震荡），满足稳定震荡的条件是总的开环（补偿+待测电路）增益等于1相位180度，因为补偿电路为已知从而可以推算出待测电路的bode图，实践证明这种方法简单有效。

功率电路以电压控制模式的Buck电路小信号模型为例进行分析，电路如下：

图2-3 Buck电路小信号模型

将输入电压平均化的Vin*D作为后面的LC电路的输入电压，这时电路就可以当成线性电路来分析了（前提是小信号），其中的Vosc=1.25V是芯片中的锯齿波峰值电压。这样就得到了功率级传递函数及bode图如下：

图2-4 Buck电路功率级传递函数级bode图

一般电流控制模式的动态特性优于电压控制模式，但电流控制在CCM模式下并且占空比大于50%时有次斜坡震荡问题需要加斜坡补偿，关于斜坡补偿的设计方法参考链接：

https://www.dianyuan.com/bbs/2445176.html