【导读】本文注释了为什么要使用波特图来展示电源环路的通报函数。虽然存于时域负载瞬态测试，但这类测试其实不能展现波特图所能提供的其他主要信息。读者将相识两者的区分，并熟悉到波特图计较、仿真与丈量的现实意义。

弁言

电源该当孕育发生不变的输出电压。为了评估电源电路，可于差别负载电流下及差别输入电压下丈量输出电压，判定所孕育发生的输出电压是否于指望的容差规模内。对于电源举行此类基本查抄当然主要，但这只能展现部门现实环境。假如负载电流或者电源电压于运行历程中发生变化，所孕育发生的输出电压应尽可能连结不变。图1为负载瞬态及输入电压变化前提下的电源(LT8642S)框图。

图1：负载瞬态及输入电压变化（路线瞬态）前提下的电源

为了对于电源举行动态评估，可于差别负载瞬态及差别输入电压变化下查抄所孕育发生的输出电压。图2展示了典型的输出电压曲线。电源输出真个负载电流于500ns的转换时间内从1A变为7A。图中红色曲线为负载瞬态曲线。输出电压曲线以蓝色显示。如图所示，于零时刻的正负载瞬态下，所孕育发生的输出电压降落了33.2mV。电源的节制环路随即于约莫10μs后，再次使输出电压不变下来。于100μs时再次发生负载瞬变，负载电流从7A变回1A，如图2所示。输出电压呈现短暂过冲，比标称输出电压超出跨越约31.4mV。

图2：典型电源的负载瞬态测试，使用LTpowerAnalyzer™硬件举行丈量

对于电源节制环路举行此类评估十分有须要，可提供许多关在节制举动的信息。然而，仅凭负载瞬态丈量往往还有不敷。例如，没法明确判定输出电压曲线的举动重要取决在输出电容的巨细，还有是取决在节制环路通报函数的速率。增长输出电容可以部门赔偿节制环路迟缓的问题。

此外，负载瞬态测试没法提供有关节制环路不变性的明确信息。图2所示的丈量成果可能来自一个节制环路。这个环路委曲连结不变，假如因元件的容差规模、温度影响或者事情前提稍微颠簸等缘故原由，致使参数稍有变化，环路就会掉稳。此时，所孕育发生的输出电压将再也不连结固定值，而是会以较年夜幅度振荡。

然而，图2中的电压曲线也可能来自一个具备高不变性裕度的电源。于这类环境下，纵然电路呈现前述的微小变化，也不会激发振荡。

图3：波特图可用在深切阐发电源节制环路的举动

图3为图1中电源的实测波特图。此中，红色增益曲线与0dB线订交的点，直接反应了节制环路的速率。此穿越频率越高，节制环路的速率就越快。凡是，方针是让0dB交越频率介在开关频率的十分之一到五分之一之间。图3显示交越频率约为100kHz。除了穿越频率外，直流增益（低频增益）也会影响节制环路的速率。直流增益越高，节制环路速率越快。

此外，波特图还有提供了有关电源不变性裕度的信息。于0dB穿越频率处，经由过程蓝色曲线可以读取相位偏移，即所谓的相位裕度。于上面的例子中，相位裕度约为59°。一般认为相位裕度年夜在45°的体系是不变的。

结论

波特图提供了有关节制环路举动的主要信息，可患上出节制环路的速率，且便在与其他电源举行横向比力。此外，电源的不变性也能经由过程可用裕度指标直不雅反应。而简朴的负载瞬态测试没法直接获取此类要害信息。

作者简介

Frederik Dostal是一位拥有20多年行业经验的电源治理专家。他卒业在德国埃尔兰根年夜学微电子学专业，并在2001年插手National Semiconductor公司，担当现场运用工程师，帮忙客户于项目中实行电源治理解决方案，并堆集了富厚经验。于此时期，他还有于美国亚利桑那州凤凰城事情了4年，担当运用工程师，卖力开关电源产物。他在2009年插手ADI公司，前后担当多个产物线及欧洲技能撑持职位，具有广泛的设计及运用常识，今朝担当电源治理专家。Frederik于ADI的德国慕尼黑分公司事情。