BOSHIDA電源模塊 閉環(huán)反饋控制穩(wěn)定性的定義

任何電源的首要目標(biāo)是提供一個(gè)穩(wěn)定、準(zhǔn)確的輸出電壓，它不應(yīng)該受各種變量的影響?？梢酝ㄟ^(guò)建立一個(gè)高增益系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓跟隨參考電壓。具體實(shí)現(xiàn)是:檢測(cè)輸出電壓，并將其反饋值與參考值進(jìn)行比較，從而生成誤差信號(hào)。系統(tǒng)的高增益會(huì)迫使誤差為零(或者至少足夠接近零)

但是，要確保整個(gè)系統(tǒng)保持穩(wěn)定仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在遇到的是一個(gè)閉環(huán)、高增益的系統(tǒng)，它能對(duì)任何內(nèi)部或外部的擾動(dòng)做出響應(yīng)，并可能存在大的破壞性的偏移，如圖 6.1所示。

響應(yīng)將取決于其幅度是否回到最開(kāi)始的位置，其值是變大還是變小，并且相位是增加還是減少。基于這個(gè)原因，我們通過(guò)增益和相位測(cè)量來(lái)量化穩(wěn)定性的定義。請(qǐng)注意，我們對(duì)信號(hào)的增大(增益大于 1)和減小(增益小于 1)都使用同一個(gè)術(shù)語(yǔ)“增益”來(lái)描述。

事實(shí)上，一個(gè)不穩(wěn)定系統(tǒng)的響應(yīng)不可能真正無(wú)限地增加，因?yàn)閷?shí)際的申源都有限制。開(kāi)關(guān)電源只能在0到 100%占空比之間改變PWM，但這仍然可能導(dǎo)致某種類(lèi)型的故障。雖然開(kāi)關(guān)電源不是一個(gè)線(xiàn)性系統(tǒng)，我們?nèi)钥梢杂镁€(xiàn)性小信號(hào)分析來(lái)定義其穩(wěn)定性，主要原因是系統(tǒng)在開(kāi)關(guān)頻率時(shí)是非線(xiàn)性的。在低頻下，應(yīng)用狀態(tài)空間平均法來(lái)平均電路元件的貢獻(xiàn)，在大信號(hào)工作點(diǎn)附近使用小信號(hào)分析仍是有效的方法。一個(gè)好的反饋系統(tǒng)，一個(gè)必要條件是具有小信號(hào)穩(wěn)定，但這不是唯一的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也必須保證大信號(hào)極限下的性能。