BUCK开关电源的环路分析(二)

上一篇文章中我们介绍了CCM电压模式下BUCK电源的环路的“手动”补偿，也就是通过观察功率级伯德图后，根据其特征手动放置零极点补偿系统增益和相位。这种方法需要多次尝试才能达到想要的效果，较为费时费力。

这一篇我们介绍一种所谓的“k”因子方法来实现一次环路补偿到位。我们再将功率级开环的伯德图拿出来看一看。

与上篇一样，我们将系统穿越频率fc设置在5kHz。根据上图可知，在功率级的交流响应在5kHz处，相位滞后113°，增益衰减12.7dB。

对比手动放置零极点，我们在这“k”因子方法中需要先提出补偿后的系统相位裕量才能进行后面计算，这里我们按照工程一般习惯设置相位裕量为45°。

所以，我们需要在补偿电路中提升的相位为P：

P = 45°-（-113°）- 90°=68°

而需要补偿的增益为G：

“k”因子的k值可以通过以下公式计算：

K = [ tan(P/4 + 45°)]

则

同样，这里采用的环路补偿类型仍然是放大器类型三：

R1通常在分压输出网络中已确定，这里我们选择R1=14kΩ，其余的参数，我们可以通过以下公式得出。

据此，可以得到环路网络参数：

将此补偿加入功率级：

仿真结果如下：

从该伯德图中可以看到，穿越频率为5kHz，相位裕量为45°。与设计一致。

输入电压调整能力：输入电压改变:12V→24V→14V，输出响应如下：

输出负载调整能力： 0.2A→2A→1A，输出响应如下：

可见，输入电压调整能力和输出负载调整能力比手动放置零极点的补偿的效果好。但输出启动有较大过冲。