電子系統的主控制板通常需要一些降壓Buck變換器給CPU、存儲器等芯片供電，降壓Buck變換器的輸出電感工作在單端方式，從電流模式的工作特點，電感的極性對于系統反饋環(huán)路和系統的穩(wěn)定性應該沒有影響，這也是許多電源研發(fā)工程師的普通認識，但是在一些應用條件下，當輸出電壓低占空比小的時候，系統的穩(wěn)定性卻受到電感極性的影響。

1、問題的提出

測試的電路為電流模式的降壓Buck變換器壓，輸入電壓Vin=12V，輸出Vo=1.1V，電流Io=3A。測試條件：C1=22uF，C2=32uF，R1=3.9K，R2=10.2K，R3=10K，Rc=20K，Cc=5.6nF，Cff=1nF，L=3.6uH，fs=500KHz，如圖1所示。

圖1：測試電路

電感表面其中的一個管腳標識有一個圓點，它的含義是線圈繞組的起始點和極性，見圖2所示。先將這個圓點對應的管腳連接到輸出Vo，測試相關的電壓波形和相位裕量。然后將電感轉180度，將這個圓點對應的管腳連接到U1的LX管腳，測試相關的電壓波形和相位裕量。

電感起始點連接Vo的測試結果分別如圖2(a)和圖1 (b)所示，電感起始點連接LX的測試結果分別如圖1 (c)和圖1 (d)所示。

?(a)：電感起始點連接Vo的波形

(b)：電感起始點連接Vo的環(huán)路測試

(c)：電感起始點連接LX的波形

(d)：電感起始點連接LX的環(huán)路測試

圖2：測試波形

當電感起始點連接Vo時，LX的波形出現大小波，系統產生明顯的振蕩，網絡分析儀測量不到正確的結果。當電感起始點連接LX時，LX的波形工作正常，網絡分析儀測量為：帶寬44.55KHz，相位裕量33.82度。

圖3：電感的極性

??2、分析討論

為了分析輸出電壓是否也受到電感極性的影響，測試時將輸出電壓1.1V提高到3.3V。當輸出電壓為3.3V時，電感的極性對于系統的穩(wěn)定性沒有影響，這表明：只有在輸出電壓較低、占空比小的時候，電感的極性對于系統的穩(wěn)定性才有影響。

對于電流模式的工作的電源芯片，在一些特定的條件下，可以從正常工作的電流模式轉到電壓模式。當占空小、輸出輕載或無負載時以及使用非常大的電感時，由于檢測到的電流信號非常小或最小導通時間的限制，系統會從電流模式進入電壓模式。

因此從上面的分析，當電流模式的電源芯片將12V轉為1.1V時，占空比低于10%，極有可能工作在電流模式和電壓模式的臨界狀態(tài)。由于電感的極性影響空間磁場的方向，那么這個磁場在系統的反饋環(huán)路中就有可能產生耦合的電流或電壓信號，從而影響系統工作狀態(tài)。

如果它在系統的反饋環(huán)產生更強的正向電流檢測信號，那么系統就會一直工作在起始的電流模式；如果它在系統的反饋環(huán)產生反向的電流檢測信號，就會進一步的減弱電流檢測信號，系統更趨向于從電流模式轉向電壓模式。

系統通常基于電流模式的特性設計反饋環(huán)，當系統在二種模式間切換來回工作時，系統就可能產生不穩(wěn)定性的問題。