FRA-开关电源稳定性的测量分析

稳定性测试举例：

　　在了解影响产品稳定性的因素和判定准则以及怎样来检测产品后，就可以对所测的产品的结果进行分析了，下面就以金升阳公司宽压系列的一款产品来做实验，实际接线部分见图3，测试结果如图4

　　图 4 Magnitude and phase of loop gain for nominal input voltage at full rated power and 25℃

　　在这一例子中，从上图可以看出其增益裕量是-39.3dB，相位裕量是87.8deg,带宽是315.5Hz，并且在0dB 以上增益是按-20dB/decade衰减，对照上面的标准初步判断系统是稳定的，但是87.8deg的相位裕量其动态响应是欠阻尼的，其实可以通过对误差放大器补偿网络在稍低的频率下滑落（roll off）来实现。在保证相位裕量的前提下，在0dB 以下增益是按-40dB/decade衰减，从而更有利于抑制高频干扰，使其达到最佳响应；

　　0dB交点对应的频率为315.5Hz，从理论的角度上来说，对于300KHz的开关频率，实测的带宽可能导致控制环的响应有些慢，不利于系统的暂态稳定。更高的带宽，可以使更小的输出滤波电容便可以产生较小的纹波电压，这样也可以减少原材料的使用和模块电源的体积，从而使模块电源变得更节能。考虑到非常保守的增益和相位裕量，当然也可以对误差放大器的补偿环节进行一些小的改动，合理的提升带宽，使系统达到更快的响应，提高稳定性。

　　五、总结：

　　本文从反馈环路注入扰动信号的角度来反映开关电源稳定性，给出稳定性的标准，Bode图的认识，FRA的使用包括扰动信号的注入、环路特性的测量，以及实验结果的简单分析，最后提出需要更改的地方。当然系统的稳定性也可以由时域的方式来做定性的分析，但是通过频率响应分析仪却可以在频率域上定量的求出，从而对系统的性能做出更直观的判断。