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【转】LDO稳压器学习心得(2)

工程师
2013-08-08 16:03:13    评分

反馈及回路稳定性(Feedback and Loop Stability

所有稳压器都使用反馈回路(Feedback Loop)以保持输出电压的稳定。反馈信号在通过回路后都会在增益和相位上有所改变,通过在单位增益(Unity Gain0dB)频率下的相位偏移总量来确定回路的稳定性。一般使用波特图(Bode Plots)来帮助进行回路稳定性分析。

波特图(Bode Plots)可用来确认回路的稳定性,回路的增益(Loop Gain,单位:dB)是频率(Frequency)的函数。回路增益可以用网络分析仪(Network Analyzer)测量。网络分析仪向反馈回路(Feedback Path)注入低电平的正弦波(Sine Wave),随着直流电压(DC)的不断升高,这些正弦波信号完成扫频,直到增益下降到0dB。然后测量增益的响应(Gain Response)。

波特图是很方便的工具,它包含判断闭环系统(Closed-loop System)稳定性的所有必要信息。包括下面几个关键参数:环路增益(Loop Gain),相位裕度(Phase Margin)和零点(Zeros)、极点(Poles)。

回路增益(LOOP GAIN

闭环系统(Closed-loop System)有个特性称为回路增益(Loop Gain)。在稳压电路中,回路增益定义为反馈信号(Feedback Signal)通过整个回路后的电压增益(Voltage Gain)。

回路增益定义为两点电压的比(Ratio):

Loop GainVa/Vb

需要注意,从Vb点开始传输的信号,通过回路(Loop)时会出现相位偏移(Phase Shift),最终到达Va点。相位偏移(Phase Shift)的多少决定了回路的稳定程度(Stability)。

反馈(FEEDBACK

如前所述,所有的稳压器都采用反馈(Feedback)以使输出电压稳定。输出电压是通过电阻分压器进行采样的,并且该分压信号反馈到误差放大器的一个输入端,误差放大器的另一个输入端接参考电压,误差放大器将会调整输出到导通管(Pass Transistor)的输出电流以保持直流电压(DC Voltage)的稳定输出。

为了达到稳定的回路就必须使用负反馈(Negative Feedback)。负反馈,有时亦称为改变极性的反馈(degenerative feedback),与源信号的极性相反。

负反馈与源(Source)的极性相反,它总会阻止输出的任何变化。也就是说,如果输出电压想要变高(或变低),负反馈回路总会阻止,强制其回到正常值。

正反馈(Positive Feedback)是指当反馈信号与源信号有相同的极性时就发生的反馈。此时,回路响应会与发生变化的方向一致。显而易见不能达到输出的稳定,不能消除输出电压的改变,反而将变化趋势扩大了。

当然,不会有人在线性稳压器件中使用正反馈。但是如果出现180°的相移,负反馈就成为正反馈了。




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