本次繼續(xù)上篇文章的Boost開關電源補償電路設計分析。首先需要弄清楚什么是環(huán)路補償，環(huán)路補償指的是，在一個閉環(huán)系統(tǒng)中，開關電源電路輸出反饋電路，用來補償電源變換器系統(tǒng)在存在擾動的情況時的性能不足，從而維持系統(tǒng)的穩(wěn)定或者較優(yōu)的狀態(tài)。補償電路一般是運放和電阻電容組成的電路。補償電路是為了解決開環(huán)電路的不穩(wěn)定。

      對于電源電路而言，不論是Buck還是Boost或者Buck-Boost電路，導致電源輸出不穩(wěn)定的因素主要是輸入電壓和輸出負載的變化。而這兩者的變化，都有可能導致輸出不穩(wěn)定，例如輸出電壓震蕩劇烈或者在一定的時間內無法回到額定輸出電壓，這對電源來說都是致命的危害，所以要進行環(huán)路補償，使其面對外界干擾時可以穩(wěn)定輸出。因此，總體來說，進行環(huán)路補償有以下兩個原因：一是希望輸入和負載變化時，輸出能快速回到穩(wěn)定值；二是在系統(tǒng)系統(tǒng)在受到干擾后，能快速回到穩(wěn)定值，并且超調值在可接受的范圍內。本篇文章的計算過程已附加在文末，歡迎各位交流閱讀，由于環(huán)路補償知識很多，本篇僅以Boost電路環(huán)路補償介紹，后續(xù)將對環(huán)路補償方面的知識進行更多的理論計算及仿真分析，歡迎大家關注和支持。

      由于升壓變換器固有的右半平面零點特性，在連續(xù)導通模式下工作的電壓型升壓變換器比buck變換器更難穩(wěn)定。升壓變換器的雙極和右半平面零點與輸入電壓、輸出電壓、負載電阻、電感和輸出電容均有關系，這進一步復雜化了傳遞函數。因此如何分析和理解boost變換器的傳遞函數是實現(xiàn)Boost環(huán)路補償的關鍵一步，下面將首先分析boost變換器的傳遞函數，結合傳遞函數完成環(huán)路補償的參數設計。

       圖1 是boost變換器原理圖

      其反饋控制框圖如下

        其中Gvd(s)是變換器的占空比d(s)到輸出電壓Vo(s)的傳遞函數，Gm(s)為PWM脈寬調制器的傳遞函數，H(s)表示反饋網絡的傳遞函數，G(s)為補償網路的傳遞函數。可得到boost變換器控制框圖各模塊的傳遞函數：

其中，

       PWM脈寬調制信號傳遞函數

       反饋網絡傳遞函數

       因此Boost變換器的傳遞函數為

       計算過程如下，原文件已附加到文末。

         由上式可以看出Boost變換器的傳遞函數存在一個右半平面的零點，為了避免此零點引起過多的相移，需要進行頻率補償。根據已知條件，代入相關數據可得不加補償器時Boost變換器的波特圖

       從波特圖中可以看出在低頻時Boost變換器增益保持不變，整個增益以-40Db/decade穿越0dB線，顯然系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，需要添加補償網絡來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所添加的補償網絡可以提供一個+20Db/decade的斜率，本次采用雙零點雙極點補償電路，如圖所示

         后話：環(huán)路補償設計是開關電源行業(yè)的一大難題，新手工程師在學習或者調試環(huán)路設計時總感覺無從下手，甚至大部分資深的電源設計工程師都對環(huán)路補償一知半解。究其原因主要是因為大部分工程師從來沒有進行過實際的開關電源環(huán)路響應測試（包括增益曲線與相位曲線）。當然環(huán)路穩(wěn)定性的相關性能指標可以通過理論計算或者軟件仿真，但是因為其計算復雜并且準確度不高，造成實際應用有限。個人認為理論計算僅供參考，還是以實際測試為準，不過不是說理論分析就多次一舉，理論結合實際才能增加個人的思考及動手能力，也能夠給自己增加經驗和解決問題的思路。后續(xù)將對環(huán)路補償類型方面的知識進行介紹和分析，歡迎大家關注和支持。