你将学习:
- 如何阅读波德图来评估电源设计的动态控制行为。
- 从一个电压调节器的例子观察波德图来观察控制回路的速度和稳定性。
本文将描述如何利用Bode图作为一种工具，快速评估您的电源设计是否满足动态控制行为的要求。电源通常通过控制回路保持一个固定的输出电压。这个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，控制回路可以通过伯德图来描述。有了它，你可以立即看到控制回路的速度，特别是其调节的稳定性。
图1显示了一个典型的降压(降压)拓扑开关调节器。它将较高的输入电压转换为较低的输出电压。其目标是调节输出电压(V出)，尽可能精确。为此，一个控制回路通过反馈(FB)引脚集成到电路中。它检测V处电压的变化出．控制回路应该快速响应，以便V出总是重新调整尽可能准确。当输入电压或负载电流发生变化时，必须重新调整输出电压。
图2在波德图中显示控制回路的增益曲线。它产生了两个重要的信息。增益等于1的频率，即0db，可以读取。在控制回路中图2在美国，这种所谓的交叉频率约为80 kHz。根据经验法则，这个频率应该不超过开关电源设定的开关频率的十分之一。如果违反了这条规则，就会导致不稳定的行为。
显示的第二个主要信息是增益曲线下的面积——函数的积分。直流增益和交叉频率越高，控制回路的输出电压越能保持在一个恒定的水平。
图3以波德图表示相位曲线。从图中可以读出的最重要的值是相位余量。这是一个指示控制回路稳定性的值。相位裕度可以在从增益图中获得的交叉频率处读取(图2)．在示例中，交叉点位于80khz。因此，相位裕度在图3大约是60°。相位裕度小于约40°被认为是不稳定的。
当相位裕度在40°~ 70°之间时，控制回路得到最优设置。在这个范围内，快速调节和良好的稳定性之间有一个很好的折衷。超过70°的相位裕度，系统趋向于非常稳定，但与极慢的调节。
开关稳压器的数据表中通常不提供波德图，因为波德图过于依赖于电路设计。使用的开关频率，外部元件的选择。、电感器和输出电容，以及各自的工作条件，例如。，输入电压，输出电压和负载电流可以有显著的影响。由于这个原因，波德图通常是使用计算工具生成的，如LTpowerCAD或者使用模拟工具LTspice．有了它们，你可以很快地发现规划的电路是否能满足动态控制行为的要求。
