波特图如何帮助您满足动态控制行为的要求

本文将介绍如何将波特图用作快速评估 您的电源设计将满足动态控制行为的要求。电源通常通过控制环路保持固定输出电压。 该控制回路可以是稳定的，也可以是不稳定的。它也可以快速或缓慢地调节。 在大多数情况下，控制环路可以通过波特图来描述。跟 它，您可以立即看到控制回路的快慢，尤其是 它的监管有多稳定。

图1所示为采用降压拓扑的典型开关稳压器。它 将较高的输入电压转换为较低的输出电压。目标是调节 输出电压，V外，尽可能精确。为此，控制回路是 通过反馈（FB）引脚集成到电路中。它检测电压 V 处的变化外.控制回路应快速响应，以便 V外总是 尽可能准确地重新监管。输出电压必须重新调整 每当输入电压或负载电流发生变化时。

图1.使用控制环路（以绿色显示）调节输出电压的开关稳压器示例。

图2显示了波特图中控制环路的增益曲线。它产生两个 重要信息。增益等于的频率 可以读取 1（即 0 dB 时）。对于图2中的控制回路，这种所谓的 交越频率约为80 kHz。根据经验，这 频率不应超过设定开关频率的十分之一 的开关模式电源。如果此规则是 违反。显示的第二个主要信息是 增益曲线，即函数的积分。直流增益越高，且 交越频率越高，控制环路越能保持输出 电压恒定。

图2.波特图显示控制环路的增益，交越点为0 dB，频率约为80 kHz。

图3显示了波特图中的相位曲线。最重要的价值是 从这个图中可以读出相位裕量。这是一个提供的值 指示控制回路的稳定性。可读取相位裕量 在从增益图获得的交越频率下（见图2）。在 示例显示，交越点位于 80 kHz。因此，相位裕量 图3中的温度约为60°。相位裕量小于约 40° 被认为是不稳定的。当相位裕量在 40° 和 70° 之间时，控制环路以最佳方式设置。快速监管之间有一个很好的折衷方案 并在此范围内具有良好的稳定性。相位裕量高于 70° 时，系统往往 非常稳定，但调节速度极慢。

图3.相位裕量为 60° 的控制回路的相位曲线。

开关稳压器的数据手册中通常不提供波特图。这是 因为图对电路设计的依赖性太强。切换 使用的频率，外部元件的选择，如电感器和 输出电容和相应的工作条件，如输入 电压、输出电压和负载电流可能会产生重大影响。为 因此，波特图通常是使用计算工具生成的，例如 作为LTpowerCAD或LTspice等仿真工具。有了它们，您可以 快速了解规划中的电路是否能够满足以下要求 动态控制行为。

审核编辑：郭婷