环路带宽和稳定性
不管是从电气角度还是从声学角度来看,设计精良的SMPS都是安静的。对于一个欠补偿的系统(其往往不稳定)而言,情况就不是这样了。欠补偿电源的典型症状包括:来自磁性组件或陶瓷电容器的可听噪声、开关波形中的抖动、输出电压的振荡等等。过度补偿的系统可以非常稳定和安静,但代价是瞬态响应速度缓慢。此类系统具有一个非常低的环路穿越频率,通常低于10kHz。瞬态响应缓慢的设计需要过大的输出电容以满足瞬态调节要求,因而增加了总体电源成本和尺寸。最优的环路补偿设计是稳定和安静的,但不是过度补偿的,因此它也具有快速响应以尽量减小输出电容。有很多**都讨论了怎样为电压模式控制和电流模式控制型SMPS优化环路补偿网络的问题[2-4]。对于欠缺经验的电源设计师来说,小信号建模和环路补偿设计会很困难。凌力尔特的LTpowerCAD设计工具可处理精细复杂的方程式并大大简化环路补偿[6]。LTspice仿真工具整合了所有的凌力尔特器件模型,并提供了额外的时域仿真以优化设计。不过,在原型设计阶段,环路稳定性和瞬态性能的测试/验证常常是必要的。
|