電源基礎(chǔ)知識(shí) 穩(wěn)定性的定義

BOSHIDA電源模塊 電源基礎(chǔ)知識(shí) 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)該受備種變量的影響。可以通過建立一個(gè)高增益系統(tǒng)來實(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。

擾動(dòng)將以帶寬的速度在系統(tǒng)中來回出現(xiàn)，并且在內(nèi)部反饋的作用下，其幅度將隨著每個(gè)周期迅速增加或衰減。響應(yīng)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(gè)原因，我們通過增益和相位測(cè)量來量化穩(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“增益”來描述。
事實(shí)上，一個(gè)不穩(wěn)定系統(tǒng)的響應(yīng)不可能真正無限地增加，因?yàn)閷?shí)際的電源都有限制。開關(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)致某種類型的故障。雖然開關(guān)電源不是一個(gè)線性系統(tǒng)，我們?nèi)钥梢杂镁€性小信號(hào)分析來定義其穩(wěn)定性，主要原因是系統(tǒng)在開關(guān)頻率時(shí)是非線性的。在低頻下，應(yīng)用狀態(tài)空間平均法來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。

審核編輯黃宇