BOSHIDA電源模塊 電源基礎知識 穩(wěn)定性的定義

任何電源的首要目標是提供一個穩(wěn)定、準確的輸出電壓，它不應該受備種變量的影響。可以通過建立一個高增益系統(tǒng)來實現(xiàn)輸出電壓跟隨參考電壓。具體實現(xiàn)是:檢測輸出電壓，并將其反饋值與參考值進行比較，從而生成誤差信號。系統(tǒng)的高增益會迫使誤差為零(或者至少足夠接近零)。
但是，要確保整個系統(tǒng)保持穩(wěn)定仍然是一個挑戰(zhàn)，因為我們現(xiàn)在遇到的是一個閉環(huán)、高增益的系統(tǒng)，它能對任何內部或外部的擾動做出響應，并可能存在大的破壞性的偏移，如圖 6.1所示。

擾動將以帶寬的速度在系統(tǒng)中來回出現(xiàn)，并且在內部反饋的作用下，其幅度將隨著每個周期迅速增加或衰減。響應將取決于其幅度是否回到最開始的位置，其值是變大還是變小，并且相位是增加還是減少。基于這個原因，我們通過增益和相位測量來量化穩(wěn)定性的定義。請注意，我們對信號的增大(增益大于1)和減小(增益小于 1)都使用同一個術語“增益”來描述。
事實上，一個不穩(wěn)定系統(tǒng)的響應不可能真正無限地增加，因為實際的電源都有限制。開關電源只能在0到100%占空比之間改變PWM，但這仍然可能導致某種類型的故障。雖然開關電源不是一個線性系統(tǒng)，我們仍可以用線性小信號分析來定義其穩(wěn)定性，主要原因是系統(tǒng)在開關頻率時是非線性的。在低頻下，應用狀態(tài)空間平均法來平均電路元件的貢獻，在大信號工作點附近使用小信號分析仍是有效的方法:一個好的反饋系統(tǒng)，一個必要條件是具有小信號穩(wěn)定，但這不是唯一的標準，同時也必須保證大信號極限下的性能。

審核編輯黃宇