數(shù)字電源UCD92xx輸出電壓波形的優(yōu)化

2.4 數(shù)字電源環(huán)路配置

圖6和圖7是使用數(shù)字電源開發(fā)工具Fusion Digital Power Designer來(lái)配置環(huán)路的軟件截圖。該工具可以模擬整個(gè)環(huán)路并給出配置之后的閉環(huán)環(huán)路指標(biāo)，包括截止頻率，相位余度和增益余度，極大的方便了環(huán)路的調(diào)試和優(yōu)化。

圖6所示的是軟啟動(dòng)時(shí)的環(huán)路配置。零極點(diǎn)的信息在“Linear Compensation”方框中，其中AFE的Gain設(shè)置為4×；該配置中使能了非線性增益，其Limit值和Gain值是允許用戶修改的。最終，整個(gè)環(huán)路的指標(biāo)為23.87KHz（截止頻率），49.33°（相位余度），11.77dB（增益余度）。

圖7所示的是正常運(yùn)行時(shí)的環(huán)路配置。零極點(diǎn)的信息在“Linear Compensation”方框中，其中AFE的Gain為4×；該配置中使能了非線性增益，其Limit值和Gain值是允許用戶修改的。最終，整個(gè)環(huán)路的指標(biāo)為33.7KHz（截止頻率），50.57°（相位余度），8.77dB（增益余度）。

正是采樣上述配置，輸出電壓在軟啟動(dòng)階段其波形有明顯的“臺(tái)階狀”。下面將嘗試放慢環(huán)路后，驗(yàn)證是否可以優(yōu)化軟啟動(dòng)階段的波形。

2.5 優(yōu)化環(huán)路配置

圖9是軟啟動(dòng)環(huán)路優(yōu)化后的軟件截圖。環(huán)路的優(yōu)化包括：

1）不再使能非線性增益，同時(shí)將Gain0由1修改為0.5；這可以降低環(huán)路的低頻增益，最終降低環(huán)路帶寬；

2）將AFE的Gain由4修改為1，同樣可以降低環(huán)路帶寬。1倍的Gain將使AFE的輸出的精度變差，并最終影響到輸出電壓，但考慮到軟啟動(dòng)階段對(duì)輸出電壓的精度要求略低，因此可以上述修改可以接受。需要說(shuō)明的是，為保證正常運(yùn)行時(shí)輸出電壓的性能（精度，動(dòng)態(tài)性能等），正常運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)的環(huán)路參數(shù)將保持不變。

圖10所示的是優(yōu)化環(huán)路后的輸出電壓波形，可以觀察到在軟啟動(dòng)階段的“臺(tái)階”現(xiàn)象消失，波形平滑。

圖11是將時(shí)間軸展開后的輸出電壓波形，可以觀察到其步進(jìn)的時(shí)間依然是100us，步進(jìn)的幅度為24mV（與理論值25mV基本一致），但每一次的步進(jìn)不再是突然增加，而是緩慢增加。因此，輸出電壓波形變得較為平滑。

但是，在圖10所示的波形中可以觀察到，輸出電壓在啟動(dòng)時(shí)刻有一個(gè)正向過(guò)沖并很快回落。嚴(yán)格意義上，該過(guò)沖會(huì)影響輸出電壓波形的單調(diào)性，在一些應(yīng)用場(chǎng)景中是不運(yùn)行的。下文將針對(duì)該過(guò)沖進(jìn)行優(yōu)化。