改善动态环路响应

DC-DC转换器通过反馈控制系统将变化的输入电压调节至（通常）固定输出电压。反馈控制系统应尽可能稳定，以避免振荡，或者在最坏的情况下避免输出电压未稳压。控制系统还应尽可能快，以便能够响应动态变化，例如快速输入电压变化或输出端的负载瞬变，并最大限度地减少调节输出电压的偏差。为了表示控制环路的行为，可以使用典型的波特图来显示环路的相移和增益与频率的函数关系。该控制回路可以通过模拟或数字技术实现。

一些数字电源提供控制环路优化，能够非常快速地响应动态影响。图1所示为采用ADP1055控制器IC的威廉希尔官方网站 示例，该IC具有数字控制环路优化功能。数字控制器为设计人员提供了许多控制，有些甚至是在操作过程中的动态控制。图2显示了可通过ADP1055评估软件控制的各种ADP1055功能。

图1.全桥应用中的数字开关稳压器ADP1055。

图2.数字电源允许设计人员通过图形用户界面轻松控制电源参数。

关于控制环路，一个特别有趣的设置选项由非线性增益/响应功能提供，该设置可通过滤波器按钮访问。非线性增益/响应支持控制环路的动态调整，例如，在负载瞬变后立即调整。当电源经历大负载瞬变时，输出电压通常会摆动到其理想稳压值以上或以下。在纯模拟控制环路中，选择控制环路和电源功率级中的组件，以在大多数预期条件下将这些波动降至最低。数字可调控制环路（例如ADP1055中的控制环路）的优势在于，可以动态调整环路的响应，以补偿变化很大的情况。

图 3 显示了用于控制此功能的接口。输出电压在高到低负载瞬变后的典型行为以蓝色显示。如图所示，稳压器输出端的电压响应通常会过冲。当输出电压超过特定阈值时，可以通过短暂增加控制环路增益来最小化过冲。

图3.根据输出电压状态设置控制环路增益。

在图3所示的示例中，设定输出电压标称值为12 V。可调控制环路增益可根据输出电压设置为多个值。例如，如果由于误差放大器增益增加导致电压上升到12.12 V以上，则可以在相应的下拉菜单中设置控制环路。12.12 V以上还有其他三个电压阈值可以具有独立的增益设置。请注意，这些增益设置完全独立于设计调节环路时设置的极点和零点。

通过可调节的电压相关增益设置，可以找到能够加速响应电压过冲的控制环路设置。通过这种方式，可以优化输出电压反馈控制的质量。请注意，正常工作的优化控制回路特性不受影响。ADP1055等数字控制器可以在负载瞬变等特定情况下动态调整控制环路，但传统的模拟控制环路很难实现。

审核编辑：郭婷