BOSHIDA电源模块 电源基础知识 稳定性的定义

BOSHIDA电源模块 电源基础知识 稳定性的定义

任何电源的首要目标是提供一个稳定、准确的输出电压，它不应该受备种变量的影响。可以通过建立一个高增益系统来实现输出电压跟随参考电压。具体实现是:检测输出电压，并将其反馈值与参考值进行比较，从而生成误差信号。系统的高增益会迫使误差为零(或者至少足够接近零)。

但是，要确保整个系统保持稳定仍然是一个挑战，因为我们现在遇到的是一个闭环、高增益的系统，它能对任何内部或外部的扰动做出响应，并可能存在大的破坏性的偏移，如图 6.1所示。

扰动将以带宽的速度在系统中来回出现，并且在内部反馈的作用下，其幅度将随着每个周期迅速增加或衰减。响应将取决于其幅度是否回到最开始的位置，其值是变大还是变小，并且相位是增加还是减少。基于这个原因，我们通过增益和相位测量来量化稳定性的定义。请注意，我们对信号的增大(增益大于1)和减小(增益小于 1)都使用同一个术语“增益”来描述。

事实上，一个不稳定系统的响应不可能真正无限地增加，因为实际的电源都有限制。开关电源只能在0到100%占空比之间改变PWM，但这仍然可能导致某种类型的故障。虽然开关电源不是一个线性系统，我们仍可以用线性小信号分析来定义其稳定性，主要原因是系统在开关频率时是非线性的。在低频下，应用状态空间平均法来平均电路元件的贡献，在大信号工作点附近使用小信号分析仍是有效的方法:一个好的反馈系统，一个必要条件是具有小信号稳定，但这不是唯一的标准，同时也必须保证大信号极限下的性能。