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环路稳定性评价指标
衡量开关电源稳定性的指标是相位裕度和增益裕度。同时穿越频率，也应作为一个参考指标。
(1) 相位裕度是指：增益降到0dB时所对应的相位。
(2) 增益裕度是指：相位为0deg时所对应的增益大小(实际是衰减)。
(3) 穿越频率是指：增益为0dB时所对应的频率值。
相位裕度，增益裕度，穿越频率，如图（波特图）所示。
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开关电源控制环路稳定性验证
开关电源环路的频响特性，如果电源的负载特性在某一频率下增益等于1(0dB)且相移量为180°时，那么电源控制环路将因出现同相正反馈(此相移量加原设定180°相移，总相移量为360°)，因而有足够能量返回系统，并在此频率下维持振荡。为避免电源系统出现类似破坏性的不稳定现象，通常情况下，环路控制电路都会采用反馈补偿组件来降低高频端的增益，使得开关电源在预设频率范围内都保持稳定。
环路稳定性测试接线图如图2所示，将信号电阻（Inserted
Resistor
）接入电源的环路控制电路中，注入一特定幅度和频率范围的扫频干扰信号(OUT)，当干扰信号达到一定的幅度时，环路系统便对干扰信号有所响应，然后使用频率响应分析仪对电源环路输出端(CH2)和电源环路干扰信号注入端(CH1)同时进行比值跟踪测量，则可以得出频率与增益和相位的关系曲线图——波特曲线图（Bode
Plot Graph)，如图1所示。
在实际测试过程中应注意的环节是注入电阻的位置，以及阻值大小。为了减小测量误差，实测一般选取10～100Ω的电阻；干扰信号的大小一般要求其幅度不能超过输出电压的5%，否则测出来的结果是不准确的。
环路稳定性测试接线图
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环路稳定性评价指标
工程中一般认为在室温和标准输入、正常负载条件下，环路的相位裕量要求大于45°，以确保系统在各种误差和参数变化情况下的稳定性。当负载特性、输入电压变化较大时，需考虑在所有负载状况下以及输入电压范围内的环路相位裕量应大于30°。
穿越频率，又称为频带宽度，频带宽度的大小可以反映控制环路响应的快慢。一般认为带宽越宽，其对负载动态响应的抑制能力就越好，过冲、欠冲越小，恢复时间也就越快，系统从而可以更稳定。但是由于受到右半平面零点的影响，以及原材料、运放的带宽不可能无穷大等综合因素的限制，电源的带宽也不能无限制提高，一般取开关频率的1/20～1/6。
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开关电源控制环路稳定性验证
根据闭环系统的理论、数学及电路模型进行分析(计算机仿真)。实际上进行总体分析时，要求所有的参数要精确地等于规定值是不大可能的，尤其是电感值，在整个电流变化范围内，电感值不可能保持常数。同样，能改变系统线性工作的较大瞬态响应也是很难预料到的
首先测量好脉宽调整器和功率变换器部分的传递特性，然后用“差分技术”来确定补偿控制放大器所必须具有的特性。
要想使实际的放大器完全满足最优特性是不大可能的，主要的目标是实现尽可能地接近。具体步骤如下：
(1)找到开环曲线中极点过零处所对应的频率，在补偿网络中相应的频率周围处引入零点，那么在直到等于穿越频率的范围内相移小于315°(相位裕度至少为45°)；(2)找到开环曲线中EsR零点对应的频率，在补偿网络中相应的频率周围处引入极点(否则这些零点将使增益特性变平，且不能按照期望下降)；(3)如果低频增益太低，无法得到期望的直流校正那么可以引入一对零极点以提高低频下的增益。大多数情况下，需要进行“微调”，最好的办法是采用瞬态负载测量法。
采用这种方法，是控制环路采用具有低频主导极点的过补偿控制放大器组成闭环来获得初始稳定性。然后采用瞬时脉冲负载方法来补偿网络进行动态优化，这种方法快而有效。其缺点是无法确定性能的最优。
对于用上述方法设计完成的电源可以用下列方法测量闭环开关电源系统的波特图，测量步骤如下。
如图4所示为测量闭环电源系统波特图的增益和相位时采用的一个常用方法，此方法的特点是无需改动原线路。
如图4所示，振荡器通过变压器T1引入一个很小的串联型电压V3至环路。流入控制放大器的有效交流电压由电压表V1测量，输出端的交流电压则由电压表V2测量(电容器C1和C2起隔直流电流的作用)。V2/V1(以分贝形式)为系统的电压增益。相位差就是整个环路的相移(在考虑到固定的180°负反馈反相位之后)。输入信号电平必须足够小，以使全部控制环路都在其正常的线性范围内工作。
(1)一个可调频率的振荡器V3，频率范围从10Hz(或更低)到50kHz(或更高)；(2)两个窄带且可选择显示峰值或有效值的电压表V1和V2，其适用频率与振荡器频率范围相同；
测试点的选择：理论上讲，可以在环路的任意点上进行伯特图测量，但是，为了获得好的测量度，信号注入节点的选择时必须兼顾两点：电源阻抗较低且下一级的输入阻抗较高。而且，必须有一个单一的信号通道。实践中，一般可把测量变压器接入到图4或图5控制环路中接入测量变压器的位置。图4中T1的位置满足了上述的标准。电源阻抗(在信号注入的方向上)是电源部分的低输出阻抗，而下一级的输入阻抗是控制放大器A1的高输入阻抗。图5中信号注入的第二个位置也同样满足这一标准，它位于图5中低输出的放大器A1和高输入阻抗的脉宽调制器之间。
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最佳拓扑结构
无论是国外还是国内DC／DC电源线路的设计，就隔离方式来讲都可归结为两种最基本的形式：前置启动+前置PWM控制和后置隔离启动+后置PWM控制。具体结构框图如图6和图7所示。
国内外DC／DC电源设计大多采用前置启动+前置PWM控制方式，后级以开关形式将采样比较的误差信号通过光电耦合器件隔离传输到前级PWM电路进行脉冲宽度的调节，进而实现整体DC／DC电源稳压控制。如图6所示，前置启动+前置PWM控制方式框图所示，输出电压的稳定过程是：输出误差采样→比较→放大→光隔离传输→PWM电路误差比较→PWM调宽→输出稳压。Interpoint公司的MHF+系列、SMHF系列、MSA系列、MHV系列等等产品都属于此种控制方式。此类拓扑结构电源产品就环路稳定性补偿设计主要集中在如下各部分：
(1)以集成电路U2为核心的采样、比较电路的环路补偿设计；(2)以前置PWM集成电路内部电压比较器为核心的环路补偿设计；(3)输出滤波器设计主要考虑输出电压／电流特性，在隔离式电源环路稳定性补偿设计时仅供参考；(4)其它部分如功率管驱动、主功率变压器等，在隔离式电源环路稳定性补偿设计时可以不必考虑。
而如图7所示，后置隔离启动+后置PWM控制方式框图，输出电压的稳定过程是：输出误差采样→PWM电路误差比较→PWM调宽→隔离驱动→输出稳压。此类拓扑结构电源产品就环路稳定性补偿设计主要集中在如下各部分：
(1)以后置PWM集成电路内部电压比较器为核心的环路补偿设计；(2)输出滤波器设计主要考虑输出电压／电流特性，在隔离式电源环路稳定性补偿设计时仅供参考。(3)其它部分如隔离启动、主功率变压器等，在隔离式电源环路稳定性补偿设计时可以不必考虑。
比较图6和图7控制方式和环路稳定性补偿设计可知，图7后置隔离启动+后置PWM控制方式的优点如下：
(1)减少了后级采样、比较、放大和光电耦合，控制环路简捷；(2)只需对后置PWM集成电路内部电压比较器进行环路补偿设计，控制环路的响应频率较宽；(6)抗辐照能力强。实验证明光电耦合器件即使进行了抗辐照加固其抗辐照总剂量也不会大于2x104Rad(Si)，不适合航天电源高可靠、长寿命的应用要求。
综合以上，一般可从以下三个原则判定电源环路稳定性:
(1)、在室温和标准输入、正常负载条件下，闭环回路增益为0dB(无增益)的情况下,相位裕度是应大于45 度；如果输入电压、负载、温度变化范围非常大, 相位裕度不应小于30度。
(2)、同步检查在相位接近于0deg时,闭环回路增益裕度应大于7dB，为了不接近不稳定点，一般认为增益裕度12dB以上是必要的。
(3)、同时依据测试的波特图对电源特性进行分析，穿越频率按20dB/Dec闭合，频带宽度一般为开关频率的1/20～1/6。
如果有环路分析仪，就好说了，低温条件下，典型输入典型输出，测开环Bode图，按照上述评判标准进行判断就可以了。
问题是：我们中小企业往往没有足够的测试条件。在没有测试波特图的条件情况下，我们如何分析和判断环路稳定性呢？
若没有环路分析仪，就通过输出动态负载响应进行判断，测试条件：规格书标定的最低温度运行（如-25℃），额定输入电压，输出不要额外挂电容，负载进行半载---满载---半载切换（一般电流变化率可按照工业电源的标准0.1A/us的变化率设定），若此时输出动态响应能做到这个样子，基本就能判定环路很稳了：
如果电源环路不稳定，会表现为：
动态响应振荡
Phase点的jitter
对于典型的PWM开关电源，如果phase点jitter太大，通常系统会不稳定（就是之前提到的相位裕量不足，在动态负载情况下，时域的表现），对于200~500K的PWM开关电源，典型的jitter值应该在1ns以下。
本质为：开关占空比不稳定
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