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环路补偿介绍
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环路补偿
1.概述2.什么是环路补偿？3.为什么要环路补偿？3.1环路补偿原因3.2环路稳定依据
4.如何进行环路补偿？4.1 补偿器的特点4.1.1 极点的影响4.1.2 零点的影响
4.2 补偿器的分类4.3 buck电路的环路设计4.3.1 电压控制型4.3.2 电流控制型
1.概述
最近又开始回归老本行，做电源设计。一个人挑大梁，说实话有点心虚。 回到环路补偿，以前在电源公司时，老的工程师经常说电源动态响应不行调调loop gain，然后一脸懵，啥是loop gain（说的就是环路补偿）？看到他们设计的电路当时觉得好难好复杂，一直觉得电源设计最难的是环路设计和PCB设计。 既然这次赶鸭子上架，我就来好好总结下，后续也会对PCB布局布线进行总结，当然完整设计的工程经验少，不足的后续在成长中继续补充。 2.什么是环路补偿？这涉及到自动控制原理。首先说几个概念。 开环：指信号从输入直接到输出 闭环：指信号从输入到输出后，又反馈到输入。 传递函数：输出Vout/输入Vin，后续简称传函 对于电源而言，引起输出变化的两个因素主要是，输入和负载的变化。而这两者的变化，有可能导致输出不稳定，例如输出电压震荡剧烈或者在一定的时间内无法回到额定输出电压，这对电源来说都是致命的危害，所以要进行环路补偿，使其面对外界干扰时可以无坚不摧。 总结来说，进行环路补偿有以下两个原因： 从稳态考虑，希望输入和负载变化时，输出能回到稳定值从动态考虑，系统系统在受到干扰后，能快速回到稳定值，并且超调值在可接受的范围内。 3.2环路稳定依据以上又涉及到下面几个概念。相位裕量和幅值裕量主要表征的是稳态，带宽主要表征的是动态。 幅值裕量：当相位为-180°时，开环增益与0dB的差，一般电源要求45°，相位裕量过低会欠阻尼，过高，会过阻尼。 幅值裕量一般与相位裕量相对应，-10dB对应60°。 
参考书籍： 《精通开关电源设计》 《开关变换器的建模与控制》 |
开环传递函数：闭环系统中，开环传递函数是指，断开反馈后，正向传递函数G(S)*反馈传递函数H(S) 闭环传递函数：G(s)/(1+G(s)*H(s)) 环路补偿指的是，在闭环系统中，在反馈上加入一种电路，用来补偿系统在扰动时的性能不足，从而维持系统的稳定或者较优的状态。补偿电路一般是运放和电阻电容组成的电路。 
这里想顺便介绍下，为什么相位裕量越大，系统震荡越小，反应越慢？这涉及到阻尼的概念。 回到自动控制原理。以二阶系统为例说明。 
阻尼有以下几种情况【本文地址】