隨著電子，自控，航天，通訊，醫(yī)療器械等技術不斷向深度和廣度的發(fā)展，勢必要求為期供電的開關電源要有更高的穩(wěn)定性，即不僅要有好的線性調節(jié)率、負載調節(jié)率還要有快速的動態(tài)負載響應。而這些因素都和控制環(huán)路有關，控制環(huán)路一般工作在負載狀態(tài)，稱之為電壓負反饋。如果反饋環(huán)路設計的不好，對應負載的瞬態(tài)改變，環(huán)路就不能做出及時恰當?shù)恼{整，那么輸出開關電源瞬間會偏高或者偏低，甚至有可能會造成電源系統(tǒng)的振蕩，對下一級構成損壞。此時若能夠對環(huán)路測量就顯得很重要了。那么環(huán)路部分又是怎么影響整個回路的呢？

一、開關電源之環(huán)增益穩(wěn)定的標準
由傳遞函數(shù)C/R=G/(1+GH)，放大器的開環(huán)增益G是頻率的函數(shù)，會隨著頻率的增加而減小，同時也和放大器的相位有關，當GH=-1,則其傳遞的值為∞，即增益是無窮大的，可以認為任意小的輸入擾動都能引起輸出的無窮大，如果這種輸出無窮大的信號在反饋到功率變換環(huán)節(jié)，勢必會造成最后輸出的振蕩，整個系統(tǒng)因而不在穩(wěn)壓。所以說可以通過分析GH的增益和相位來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

二、開關電源之Bode圖基礎
我們可以通過環(huán)增益GH的頻率特性來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而回路增益|GH|以及回路相位差∠GH的頻率特性可以用Bode圖來表示，并且系統(tǒng)的穩(wěn)定性可以通過Bode圖中的相位余量（Phase margin），增益余量（gain margin），穿越頻率（crossover frequency）來衡量。

相位余量的作用是確保在一定條件下（包括元器件的誤差、輸入電壓變化、負載變化、溫升等）系統(tǒng)都能夠穩(wěn)定，使用在標稱輸入額定負載室溫下，要有45度的余量。如果輸入電源、負載、溫度變化范圍非常大，相位余量不應小于30度。增益余量為了不接近不穩(wěn)定點，一般認為-12dB以上是必要。

穿越頻率頻帶寬度的大小可以反映控制環(huán)路響應的快慢。一般認為寬度越寬，其對負載動態(tài)響應的抑制能力就越好，過沖，欠沖越小，恢復時間越就越快，系統(tǒng)從而可以更穩(wěn)定。但是由于受到右半平面零點的影響，以及原材料、運放的帶寬不能無窮大等綜合因素的限制，電源的帶寬也不能無限制的提高，一般取開關頻率的1/20~1/6。

三、開關電源之環(huán)路的測試
對環(huán)路的增益和相位的測量，我們通?？梢岳铆h(huán)路分析儀（FRA）或增益-相位分析儀進行測量。這些儀器是過對采樣獲得的模擬信號進行預處理，然后通過A/D轉換，在利用DFT（離散傅里葉變換）運算求得增益和相位，最后用曲線（Bode plot）表示出來。

四、開關電源穩(wěn)定性測試案例：
在了解影響產品穩(wěn)定性的因素和判定準則以及怎樣來檢測產品后，就可以對所測的產品結果進行分析了。另外，在測試過程中，開關電源的環(huán)路增益和相位通常建議在空載，半載和滿載的情況下分別測試。至于激勵信號的功率高低的選擇，一般情況下需要在測量頻率比較低時要把注入的交流激勵信號的功率設得高一些，例如-20dBm或-30dBm。環(huán)路測試過程中電容ESR測試也是非常重要的。

以上就是關于開關電源之增益穩(wěn)定性的分析，希望能幫助大家更加深刻的了解和使用開關電源，如果想了解更多關于開關電源的內容，請登錄成良電源官網。