AN-1204_LM3478应用2 - 环路补偿设计
单相逆变电源输出侧RC补偿支路的设计
单相逆变电源输出侧RC补偿支路的设计
宋德勇;高格;傅鹏;盛志才
【期刊名称】《电力电子技术》
【年(卷),期】2017(051)010
【摘要】针对先进实验超导托卡马克(EAST)核聚变装置上的共振磁扰动(RMP)线圈电源,根据输出电压纹波等设计指标,发现其输出侧仅有LC滤波器时,系统会不稳定,通过理论分析结合电路仿真,在输出侧并联一个RC补偿支路,比较不同的RC参数组合,发现在RC补偿支路参数合适时,能极大地提高系统稳定性,实验结果表明电源此时能达到各项设计指标,同时保持稳定运行.
【总页数】3页(P36-37,49)
【作者】宋德勇;高格;傅鹏;盛志才
【作者单位】中国科学院等离子体物理研究所,安徽合肥230031;中国科学技术大学,安徽合肥230026;中国科学院等离子体物理研究所,安徽合肥230031;中国科学院等离子体物理研究所,安徽合肥230031;中国科学院等离子体物理研究所,安徽合肥230031
【正文语种】中文
【中图分类】TN86
【相关文献】
1.单相三阶SPWM逆变器设计及输出补偿研究 [J], 马乐;李旭春;肖佰旺
2.正弦波输出的单相逆变电源设计 [J], 张汉年;鲍安平;徐开军
3.单脉冲测控雷达RCS测量接收支路的设计 [J], 梁永红;张利珍
4.一种基于RC支路主动补偿的新型直流断路器 [J], 黄亚峰;王淳民;严干贵;周银;孙晓清
5.单脉冲测控雷达RCS测量接收支路的设计 [J], 梁永红;张利珍
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射频相位补偿电路-概述说明以及解释
射频相位补偿电路-概述说明以及解释1.引言1.1 概述射频相位补偿电路是一种用于调整射频信号相位的电路。
在射频系统中，由于信号在传输过程中会受到各种因素的影响，如传输介质、器件参数和环境噪声等，导致信号的相位发生偏移或失真。
相位补偿电路的作用就是通过改变信号的相位，使其能够准确地传输和重构。
相位补偿电路主要通过引入额外的电路元件来补偿信号的相位差。
常用的补偿方法有多种，包括：延迟补偿、相位环路和数字补偿等。
这些方法在射频通信、雷达、无线电和卫星通信等领域得到了广泛应用。
延迟补偿是最基本的相位补偿方法之一，它通过控制信号的传输延时来实现相位的调整。
相位环路则是通过测量信号的相位差，并通过反馈控制来修正相位，以实现准确的相位补偿。
数字补偿则是利用数字信号处理技术，对信号进行采样和处理，从而实现相位的校正和补偿。
射频相位补偿电路设计与实现需要考虑多种因素，如射频信号频率范围、补偿的相位偏移大小以及电路的稳定性和可靠性等。
通常需要进行电路仿真和实验验证，以确保补偿电路的效果和性能符合设计要求。
本文将详细介绍射频相位补偿电路的原理、设计和实现步骤。
通过对相关理论的探讨和案例分析，希望能够为读者提供一些有关射频相位补偿电路设计和优化的参考和指导。
文章结构是指为了达到文章的目的，在整篇文章中所采用的组织方式和顺序。
一个清晰、有条理的文章结构能够帮助读者更好地理解和掌握文章的内容。
本文的结构分为引言、正文和结论三个部分。
具体的结构如下：1. 引言1.1 概述引言部分首先简要介绍了射频相位补偿电路的背景和重要性，以引起读者的兴趣。
同时，它也提供了射频相位补偿电路的定义和相关概念。
1.2 文章结构在本部分，将详细解释整篇文章的组织结构，明确每个部分的内容和重点。
这样读者就可以清楚地了解文章的框架，以便更好地理解和阅读后续内容。
1.3 目的简要阐述了本文的目的，即通过研究射频相位补偿电路的原理、设计与实现，为读者提供相关的知识和技术指导。
基于动态频率补偿的LDO电路设计
基于动态频率补偿的LDO电路设计牛刚刚;李威;刘文韬;翟亚红【摘要】文中提出了一种基于动态频率补偿技术的LDO电路.通过添加电压缓冲器,提高了LDO的环路增益和瞬态响应特性.该电路通过电流镜采样调整管电流,使主极点频率与第三极点频率随负载电流的改变而产生相同倍数的变化,克服了LDO 零极点随负载变化而导致环路稳定性变差的问题.文中设计采用中电二十四所HC12.BJT工艺,利用Spectre仿真工具进行仿真,研究了不同负载电流下该LDO的频率特性及其稳定性问题.仿真结果表明,该电路在10 μA～100 mA负载电流的变化范围内,LDO环路的相位裕度保持在50°～70°之间,证明提出的LDO调整器具有良好的稳定性.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2019(032)002【总页数】5页(P61-65)【关键词】动态频率补偿;电流镜;零极点;频率特性;相位裕度;稳定性【作者】牛刚刚;李威;刘文韬;翟亚红【作者单位】电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都610054;电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都610054;中国电子科技集团第二十四研究所,重庆400060;电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都610054【正文语种】中文【中图分类】TN431在低功耗便携式电子设备高速发展的今天，越来越多的高科技电子产品在我们的日常生活中发挥了重要作用。
电子产品正常工作离不开性能优良的电源管理芯片。
在降压变换器中，LDO(Low Dropout Regulator)因其低纹波、低噪声、低静态电流、结构简单等特点得到了越来越广泛的应用。
相对而言，开关电源虽然具有效率高的优点，但其输出电压纹波大，且需要外接电感，因此在便携式电子产品领域的应用中受到了很大的限制[1]。
LDO需要负反馈环路以保证输入电压在一定范围内变化时仍然能产生恒定的输出电压。
反激式开关电源的环路补偿设计与应用
反激式开关电源的环路补偿设计与应用摘要反激式开关电源工作的稳定性与其反馈环路有很大的关系，若反馈环路系统没有足够的幅值、相位裕度，开关电源工作将会不稳定且出现输出振荡。
文章基于TNY278芯片开关电源的环路补偿设计为例，详细分析了其环路补偿电路，根据分析验证，总结出该方法不仅能有效控制整个环路的稳定性而且可以降低输出振荡，满足设计要求。
关键字反激式开关电源相位裕度幅值裕度环路补偿穿越频率Design and application of loop compensation for flyback switching power supplyYE Zhenxiong XU Wenyi CHENYouzhang MAZhengxian(TCL air conditioner (Zhongshan) Co., Ltd Zhongshan,Guangdong 528427)Abstract The stability of flyback switching power supply is closely related to its feedback loop. If the feedback loop system does not have enough amplitude and phase margin, the switching power supply will be unstable and output oscillation will occur. Based on theTNY278 chip switching power supply loop compensation design as an example, detailed analysis of the loop compensation circuit, according to the analysis and verification, summed up the method can not only effectively control the stability of the whole loop, but also reduce the output oscillation, meet the design.Keywords Flyback switching power supply Phase margin Amplitude margin Loop compensation Crossing frequency引言随着半导体行业的发展，开关电源的应用场合不断拓宽。
LM3478的50W DCDC升降压变换器设计方案
摘至电子发烧友基于LM3478的50W DCDC升降压变换器设计方案现代电子技术发展很快，半导体供应商不断推出新器件，从而推动电子应用工程师的不断创新设计，以满足市场的日益需求。
本文介绍的即是基于客户的需求，应用美国国家半导体公司的新型电流型PWM芯片L通常称之为升降压变换器SEPIC的简单原理如下：当SW开通时，加在L1，L2上的电压均为Vin，此时Cp并在L2上，且有Cp上的电压与L2上的相等。
当SW关断时，L1中的电流继续沿着Cp、D1流向Cout输出到该电路是基于SEPIC拓扑、应用LM3478芯片按照客户的技术要求设计的。
在该电路中，考虑到适配器的体积及储能电感磁性材料的体积，选定工作频率Fs=250KHz。
计算储能电感L3、L4的电感量及磁芯选择首先由公式：D=Vout/(Vout+Vin)计算占空比。
由于最严酷条件下的电感纹波电流是在最大输入电压下，所以D=12/(12+60)≈0.167。
计算储能电感l3、L4：正常情况下，L4的大小在确保最小负载电流下使电感电流连续，且输出纹波满足指标要求。
为此，我们假定在20%最小负载电流下，允许有40%的峰-峰值纹波电流流过L4。
C1、C2为输入滤波，Q1、DZ1、DZ2、D1-1构成启动电源，L3、L4为储能电感，Q2为功率MOSFET，IC为PWM驱动芯片，R5为频率调整电阻，C3、C4、R2为反馈补偿，R3、R4为反馈分压电阻，R7为过电流取样电阻，C8、C9为SEPIC电容，R8、R9、C6、C7为吸收网络，D2为输出整流二极管，C10、C11、C12为输出滤波电容。
当然要想符合EMC要求，输入端还应该有共模电感，差模电感，及X、Y等安规电容。
L=Vdt/di;其中dt=1/FsD=1/(250103)0.167≈0.668，V为Vin在MOSFET开通时的值。
因此，有如下计算：L4=60(0.66810-6/0.4)=100.2μH。
基于UCD3138的数字电源PIDα补偿器设计
PIDa CLA,并 在 实 验 样 机 上 基 于 PSM3 7 5 0 频 率 响 应 分 析 仪 验 证 P ID a算 法 ，实 验 验 证 了 该 数 字 电 源 PIDa CLA
设计方法的正确性与可行性。
关 键 词 ：补 偿 器 ；数 字 电 源 ；零 极 点 配 置
中 图 分 类 号 ：TN715+2
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2A:0(ojd|-c<j,i) (〇)„!-〇),；)
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. D w p丨w ziWit2( 7 > pl+2) ， 2+7> pl
根据式（6)可 推 导 出 z 域 中 PIDa系 数 与 s 域
中零极点变化的关系，如 图 3 所示。可 见 当 增
大 时 ，可提高零点间的增益，并将两个零点频率分 开 ；当 h 增 大 时 ，可提高低频段增益，并提高低频
此处首先介绍了基于UCD3138数字控制器 的环路补偿原理，阐明了双线性变换的数字电源 反 馈 控 制 系 统 建 模 方 法 。根 据 对 电 源 系 统 的 性 能 指 标 要 求 ，配 置 PIDa环 路补偿器参数，并且基于 Fusion Digital Power Designer 软件对设计的 PIDa 环路补偿器进行仿真验证，最 后 使 用 C 语言编写 相 应 的 PIDa环路补偿器代码，并在实验样机上基 于 PSM3750频 率 响 应 分 析 仪 验 证 P I D a 算 法 ，通 过实验验证了基于UCD3138的数字电源PIDa环 路补偿器设计方法的正确性与可行性。
模拟环路补偿器零极点与阻容参数对应关系为：
/c〇=« i(c!+ c 3) ，叭|=士
AN-1204_LM3478应用2 - 环路补偿设计
环路增益幅度
20072831
5
LM3478升压控制器的补偿
注释
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误差放大器
以上完成了控制端到输出端的传输函数表达式。需要分 析的第二级是误差放大器。在此特别有意义的是，我们将推 导从反馈引脚到控制电压端的传输函数。为了达到这一点， 将误差放大器模块图转化为一个小信号模型。
下一步是计算先前在控制端到输出端的等式中发现的两 个零点。第一个是输出电容及其等效串联电阻产生的零点：
3
AN-1286
负载电阻：
D’ = 1 - D = 1 - 0.58 = 0.42 控制端到输出端的传输函数
其中 Se = 3,320,000 A/Sec Sn = 1,515,151 A/Sec 输出电压Vout与控制电压的关系： AEA = gmR1 = 800μmho x 50kΩ = 38V/V
等式可以写成：
© 2008 National Semiconductor Corporation 202159
AN-1286
AN-1286
首先看到该公式由两个零点组成，其中一个位于右半 平面，还有一个单极点和一对复极点。系统的直流增益写成 ACM，可由下式计算：
第二个零点实际上是一个右半平面零点。检查波特图上 的响应可发现，它类似于一个左半平面零点，具有20dB/十倍 频程的增益增长的效应，但又会像极点一样造成90度的相位 滞后。考虑到输出电压的响应，相位滞后的发生与应用电路 有关。如果输出电压开始下降，开关将会导通，从而增加电 感中的电流。这又会造成输出电压进一步下降，因为在这期 间由输出电容单独提供输出电流。正是这种效应使之可被看 成源自右半平面零点，从而解释了它为什么不发生在降压转 换器中。
LM3478
概述该LM3478是一种多用途的低边N沟道MOSFET 控制器的开关稳压器。
它是在适当的使用拓扑结构要求，如低边MOSFET，boost，fly-back ，SEPIC 等，此外，LM347可以工作在极高的开关频率，以减少整体解决方案尺寸。
该LM3478开关频率可以调节在100kHz至1MHz的任何值使用一个外部电阻。
电流模式控制亲志愿组织高带宽和瞬态响应，除了逐周期电流限制。
输出电流可以亲编程用一个外部电阻。
已建成的LM3478，如热关断功能，短路保护，过电压保护，电源等。
节能关断模式可将总电源电流5μA，并允许电源排序。
内部软启动限制启动时的浪涌电流。
特点■LM3478Q是AEC - Q100标准认证和生产上的汽车级流■8引脚小型SO8（MSOP- 8）封装■内部推挽驱动1A的峰值电流能力■电流限制和热关断频率补偿电容器和优化，■一个电阻■内部软启动■电流模式操作■滞后欠压闭锁应用■分布式电源系统■电池充电器■离线电源■电信电源■汽车动力系统主要技术指标■宽电源电压范围2.97V至40V■100kHz至1MHz的时钟频率可调■±2.5％（过热）内部参考■10μA关断电流（超温）引脚名称引脚数说明I SEN 1 电流检测输入引脚。
在外部产生的电压电阻输入这个引脚。
COMP 2 补偿引脚。
一个电阻，电容的组合连接到本引脚为控制环路补偿。
FB 3 反馈引脚。
输出电压应调整使用一个电阻分压器提供该脚1.26V。
AGND 4 模拟接地引脚PGND 5 电源地引脚DR 6 驱动引脚。
外部MOSFET的栅极应连接到这个引脚。
FA/SD 7 频率调整和关机引脚。
连接到该管脚的电阻设定振荡器的频率。
该管脚的高层次的时间超过30微秒将关闭设备。
该装置将绘制小于10μA从供给V IN8 电源输入引脚典型的高效率升压型（升压）转换器。
uc3842反激式开关电源环路补偿计算书
UC3842反激式开关电源环路补偿计算书一、介绍1.1 UC3842简介UC3842是一款具有反激式开关电源功能的控制IC，它被广泛应用于交换电源、逆变器和其他开关电源中。
UC3842具有工作频率可调的特点，典型应用中通常工作在50kHz至500kHz的范围内。
它内部集成有高压开关管，用于控制开关管的导通和关断，从而实现输出电压的稳定控制。
1.2 反激式开关电源环路补偿的重要性反激式开关电源的环路补偿是影响其稳定性和性能的关键因素之一。
正确的环路补偿设计可以有效地提高电源的动态响应和稳态精度，在保证系统稳定性的还能够提高系统的动态性能和抗干扰能力。
进行反激式开关电源环路补偿的计算十分重要。
二、环路补偿计算2.1 反激式开关电源的环路补偿原理反激式开关电源的环路补偿主要通过在控制回路中引入补偿网络来实现。
在设计中需要考虑控制回路的开环增益、相位裕度、带宽等参数，以及输出环路特性和负载特性等因素。
通常使用频率补偿网络和振荡器来实现环路补偿。
2.2 环路补偿计算步骤进行环路补偿计算时，需要依次进行以下步骤：步骤一：根据设计要求确定系统的带宽和相位裕度。
步骤二：选择合适的频率补偿网络和振荡器。
步骤三：计算补偿网络的元件参数。
步骤四：进行仿真验证和实际电路测试。
三、计算实例3.1 设计要求假设需要设计一个输出电压为12V、输出电流为2A的反激式开关电源，工作频率为100kHz。
系统要求带anWh (abolt-Var) 。
宽3dB，相位裕度为45°。
现进行环路补偿的计算和元件选择。
3.2 计算过程步骤一：根据设计要求计算系统的带宽和相位裕度。
设计带宽=100kHz，相位裕度=45°。
步骤二：选择频率补偿网络和振荡器。
选择一个合适的频率补偿网络和振荡器，比如R-C振荡器和阻容型频率补偿网络。
步骤三：计算补偿网络的元件参数。
根据选择的频率补偿网络，计算出所需的元件参数。
步骤四：进行仿真验证和实际电路测试。
AMC1204应用指南
AMC1204应用指南摘要AMC1204 是一款二阶隔离Delta-Sigma 调制器，由于其出色的直流特性、交流特性及隔离特性，广泛应用在通信电源系统、逆变器、整流器、UPS 及电机控制中，可实现系统电源电压及电流的检测和监控。
本文简单介绍了AMC1204 的工作原理，重点讨论输入采样电阻阻抗对AMC1204 转换精度的影响以及调制器输出滤波器的设计。
1 AMC1204 简介AMC1204 是一款二阶隔离Delta-Sigma 调制器。
，它使用TI 特有的电容隔离技术，满足UL1577，IEC60747-5-2 及CSA 认证标准，隔离工作电压可达1200Vpeak，瞬间隔离电压达4000Vpeak，共模瞬态抑制在15KV/us 以上。
电容隔离器件具有同电感隔离器件相比更高的磁场抗扰性及可靠性，同光耦隔离器件相比更低的功耗等这些显著的优点，同时AMC1204 内部集成了高精度的Delta-Sigma 调制器，电路设计简单，被广泛应用于通信电源系统、逆变器、整流器、UPS 及电机控制等场景。
图1 AMC1204 内部示意框图AMC1204 具有出色的直流特性，DNL 误差小于1LSB，INL 误差最大为8LSB(-40℃至85℃)，失调误差1mV，增益误差小于2%。
如果将失调和增益误差校正后，不考虑电源及温度的影响，由ADC 引入的误差仅为0.012%。
此外，AMC1204 也表现出了不错的交流特性，SNR 可达88dB，THD 可达-96dB，有效位数ENOB 可达14bit(OSR=256，滤波器)。
因此，AMC1204 可以满足绝大多数高精度系统的使用要求。
图2 是在通信系统电源中的一个检测电压和电流的典型应用电路，该电路使用两片AMC1204 实现对48V 电源的电压监测及负载电流检测，输出数字信号给后端进行处理，不需要额外使用隔离器件，应用电路设计更简单、更可靠。
图2 48V 通信电源电压/电流检测电路2 外围电路设计对转换精度的影响分析在电路设计中，影响AMC1204 转换精度主要是外围电路的电阻取值，尤其在通过电阻分压电路测试电压值的应用场景中。
LM3478升压控制器的补偿
另一个送到比较器的输入是第二个反馈环路回路。采 用电流模式控制结构检测到的开关电流，与控制电压一起来 确定应在何时关闭场效应管。为此，在与内部斜坡电流相加 之前先检测外部检测电阻上的开关电流。为了防止电流模式 控制中固有的大信号稳定性问题，采用斜率补偿斜坡电压。 尽管这种上斜坡电压被包括在小信号模型中，这里对其必要 性和调整并不作讨论。关于斜率补偿的更多信息，请参阅 LM3478数据手册。
斜率补偿
图1. LM3478电流模式控制升压调节器的框图
20072801
图1为LM3478及其应用电路的总体框图。下一步是推导 出整个环路的小信号方程。为了简化分析，将环路有效地分 为三个独立部分。考察的第一个传输函数是控制电压VC到
输出电压VOUT。这里需要考虑的是电流环路、开关以及输出 滤波器级，例如电感和输出电容等的影响。
计算相位裕度，首先需要确定交越频率Fc。将它定义为环路 幅值（ITI）为单位增益时，即0dB时的频率。在该频率处可 以计算环路增益T的相位，而该数值与180度之差便是相位裕 度。表达如下：
||T(ω = 2 x π x fc|| = 1 = 0dB Φm = 180° + angleT (ω = 2 x π x fc) 为了设计出准确的相位裕度，需要知道开关稳压器要设 置的范围。如果相位裕度小于或等于0度，系统将会不稳定。 因此总是要求其为正值。但是增加过高相位裕度会造成系统 过阻尼，同时较低的相位裕度会产生一个欠阻尼响应。为简 单起见，对于LM3478，较好的相位裕度位于30至100度之 间。
lm3478原理
lm3478原理
LM3478是一种多用途的低边N沟道MOSFET控制器，它可以在适当的拓扑结构要求下工作，如低边MOSFET、boost、fly-back、sep-ic等。
此外，LM3478可以工作在极高的开关频率，以减少整体解决方案尺寸。
LM3478的主要原理是利用内部的MOS管和其他元件来控制电压和电流，从而实现电路的功能。
它基于负反馈原理，通过采样输出电压和电流，将它们与参考电压和电流进行比较，并根据误差信号调整输出电压和电流。
这样，输出电压和电流可以快速、准确地调整，以适应不同的负载条件和电路要求。
在LM3478中，内部的MOS管被用作开关，可以在高频率下进行开启和关闭。
当MOS管导通时，电流可以通过它流动，从而实现电路的开关功能。
在关闭状态下，MOS管具有很高的电阻，几乎没有任何漏电流。
因此，使用MOS管作为开关可以有效地控制电路的电流和电压，并提高电路的效率和性能。
此外，LM3478还具有多种保护功能，如过电压保护、过电流保护、过热保护等。
这些保护功能可以有效地保护电路和设备的安全，避免因电压和电流异常引起的损坏。
总之，LM3478是一种基于负反馈原理的多用途低边N沟道MOSFET控制器，它利用内部的MOS管和其他元件来控制电压和电流，并具有多种保护功能。
这些功能使得LM3478在各种电路中得到广泛应用，如电源、马达驱动、照明控制等。
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斜率补偿
图1. LM3478电流模式控制升压调节器的框图
20072801
图1为LM3478及其应用电路的总体框图。下一步是推导 出整个环路的小信号方程。为了简化分析，将环路有效地分 为三个独立部分。考察的第一个传输函数是控制电压VC到
输出电压VOUT。这里需要考虑的是电流环路、开关以及输出 滤波器级，例如电感和输出电容等的影响。
误差放大器的极点由误差放大器的输出电阻与外置补偿 电容的组合所形成。并联的另一个电容CC2引入了一个附加 的极点。然而，对于大多数电源而言这不是必需的。
环路中最后需要推导的传输函数来自输出电压VOUT到 反馈引脚电压的关系。通过观查可以计算，这只是反馈电阻 形成的一个简单的电压分压器。可写成是电阻的组合，或者 为方便计，写成输出电压和反馈电压的关系式
计算相位裕度，首先需要确定交越频率Fc。将它定义为环路 幅值（ITI）为单位增益时，即0dB时的频率。在该频率处可 以计算环路增益T的相位，而该数值与180度之差便是相位裕 度。表达如下：
||T(ω = 2 x π x fc|| = 1 = 0dB Φm = 180° + angleT (ω = 2 x π x fc) 为了设计出准确的相位裕度，需要知道开关稳压器要设 置的范围。如果相位裕度小于或等于0度，系统将会不稳定。 因此总是要求其为正值。但是增加过高相位裕度会造成系统 过阻尼，同时较低的相位裕度会产生一个欠阻尼响应。为简 单起见，对于LM3478，较好的相位裕度位于30至100度之 间。
图2. 未经过补偿的环路增益
20072827
下一步是计算补偿极点和零点的确切位置，以获得所需 的响应。在使用零点得到相位裕度之前，首先确定极点分布 以得到需要的交越频率。一般这种过程可进行多次修改，包 括电源器件。
已知需要一个低于5 KHz的交越频率，可观察到在1 KHz 至5 KHz之间的幅度为25 dB至35 dB。为了确保足够的滚 降，选择的补偿极点大约在30 Hz，比范围的中间值下降了 2个十倍频程。这也对应一个0.1 uF的电容，是一个常用容 量。
20072829
图3. 带有主补偿极点的环路增益
所需的最后一个元件是补偿电阻，其在环路增益中设置 了一个零点。在交越频率（约1 KHz）附近引入这个零点是
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必要的，因为观察第二个波特图可以发现相位裕度接近零。 这是因为，在引入180度相位变化的一个十倍频程之前已经 产生了两个极点。因此这个位置上的零点对应约45度的相位 裕度。由于下一个零点被引入之前增益会低于–40 dB，也可 安全地增加带宽。这里选择1000 Ohm的电阻：
另一个送到比较器的输入是第二个反馈环路回路。采 用电流模式控制结构检测到的开关电流，与控制电压一起来 确定应在何时关闭场效应管。为此，在与内部斜坡电流相加 之前先检测外部检测电阻上的开关电流。为了防止电流模式 控制中固有的大信号稳定性问题，采用斜率补偿斜坡电压。 尽管这种上斜坡电压被包括在小信号模型中，这里对其必要 性和调整并不作讨论。关于斜率补偿的更多信息，请参阅 LM3478数据手册。
环路总增益
现在单独电路的传输函数已计算出来，可以将这些函数 相乘得到环路增益。我们将环路总增益表示为T：
系统的直流增益也是三个传输函数中直流项的乘积。可 通过下式计算：
ADC = ACMAEAAFB
稳定性
现在根据应用参数已定义了环路增益T，以此来确定系 统的稳定性，进而计算合适的补偿器件。为了计算稳定性， 我们将采用简单步骤调用Nyquist稳定性理论。这个理论的一 个特例是，系统的稳定性可通过分析相位裕度来确定。为了
更新波特图，可以发现在右半平面零点起作用之前，增 益幅度远低于单位增益。
因此，计算环路增益的直流幅度如下： ADC = AcompAcmAfb = 167 x 38 x 0.105 = 665V/V ADC = 20log10(665) = 56.4dB 因为右半平面零点出现在大约67 KHz（420,875 rad/ sec）处，应在低于此频率约一个十倍频程或大约6 KHz处设 定交越频率。要记住的一点是，这个零点会随着负载加重和 输入电压变低而降低。因此，最差情况发生在最小输入电压 和最大负载的时候。如果输入轨上预期的容差是10％，则意 味着我们应设定交越频率低于5 KHz。 在图上使用代数运算，便可得到第一个没有补偿零极点 的波特图。为简单计，起初假定Q值等于0.5，这意味着在开 关频率一半处会出现相同的实极点对。这是个合理的一级近 似，其给出的Q值为0.38。
误差放大器
以上完成了控制端到输出端的传输函数表达式。需要分 析的第二级是误差放大器。在此特别有意义的是，我们将推 导从反馈引脚到控制电压端的传输函数。为了达到这一点， 将误差放大器模块图转化为一个小信号模型。
下一步是计算先前在控制端到输出端的等式中发现的两 个零点。第一个是输出电容及其等效串联电阻产生的零点：
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负载电阻：
D’ = 1 - D = 1 - 0.58 = 0.42 控制端到输出端的传输函数
其中 Se = 3,320,000 A/Sec Sn = 1,515,151 A/Sec 输出电压Vout与控制电压的关系： AEA = gmR1 = 800μmho x 50kΩ = 38V/V
综合和实例
已对系统进行了建模并理解了所需的稳定性要求之后， 现在可以设计补偿部分。通常这是在选择电感和输出电容之 后再进行的最后阶段。然而，如果能得到更好的补偿方案， 修改这些数值也是明智的。例如，为了改善瞬态响应的建立 时间，增加输出电容会带来一个极点，从而可以调整相位裕 度。
在开始选择补偿器件时，好的做法是首先明确交越频率 产生的位置。采用类似LM3478的升压转换器，右半平面零点 会给环路响应带来严重的难题。因此，最好是将交越频率放 置在右半平面零点之前的一个十倍频程处。如果得以选择交 越频率，最好是选择稍高的频率。
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LM3478升压控制器的补偿
LM3478升压控制器的补偿
美国国家半导体公司 应用注释1286 Chance Dunlap 2008年4月8日
LM3478是用于开关型稳压的低侧N沟道控制器。像许多 开关型控制器一样，当用户确定补偿方案时，器件选择中所 增加的灵活性会给用户带来麻烦。本文的目标是为用户提供 一个良好的准备工作，使其可放心的小信号模型，以 确定各个器件如何互相影响，最终计算出所需的补偿。
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现在已经得到了这些数值，可以绘出从等式推导中生成 的完整波特图，若有必要还可进行修改。可看到交越频率为 2 KHz，其相位裕度为60度。
环路增益的相位裕度
20072832
总而言之，这种方法表明，可以采用一种简单的分析方 法来设计一种有效的补偿网络。应牢记，所有器件都会产生 变化，因此应经常使用测试分析来验证稳定性。
一旦计算出已知等式，设定补偿器件的最简单方法是在 图形上使用代数来画出波特图。这使用户可以在图上放置零 点和极点组合，以产生最好的响应。
设计实例 为了说明如何为LM3478设定补偿，采用了一个实例电 路。 设计条件：
Vin = 5V Vout = 12V Iload = 1.5A Fs = 400KHz 元件参数： L = 3.3uH Cout = 150uF ESR = 50mOhm 计算：
环路增益幅度
20072831
5
LM3478升压控制器的补偿
注释
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其中 和 和
观察等式的分母，可以计算出极点。第一个极点来自输 出电容和负载电阻，表达如下：
一对复极点发生在开关频率的一半处，由于本文篇幅的 原因，可简单地将其归结于采样理论。根据电感电流斜率和 占空比，可以计算出品质因素Q：
ωs = 2 x π x fs
以及
这是一个相当长的公式，其将斜率补偿和电感结合到等 式中。然而为了完整起见，在此分析中将等式简化为一个更 加简单和更易处理的形式。可以看出这种简化非常好，在分 析中将看不到实际的差别。因此可将该等式用于LM3478的所 有补偿计算：
20072813
可以看到LM3478用一个跨导放大器作为误差放大器。采 用这种模型，通过观查可将等式写成：
2
AN-1286
系统的直流增益AEA可以简化为放大器的跨导乘以输出 电阻。在数据手册的电气特性表中可找到这些数值。
AEA = gmROUT 单极点由LM3478的COMP引脚处增加的两个外置补偿器 件，即一对电容和电阻所形成。
在选择补偿器件和测量响应之前，采取的第一步是理 解控制器和反馈环路的工作原理。这里假定读者已经熟悉了
LM3478数据手册中所讨论的开关器的基本原理。检查图1 中 的LM3478升压调节器的框图，可明显地看到存在两个反馈环 路。这是电流模式控制开关稳压器表现出的特性。