技术干货周刊奉上（数字控制，电源纹波，开关电源）
改善电源数字控制相位裕量的方法
作者：电源漫谈
前述文章，PowerSmart™ DCLD设计电压模式BUCK数字补偿器 ，我们详细测试了BUCK电路在电压模式下的BODE图，本文通过进一步优化其环路特性以达到更优的闭环特性，考虑到篇幅所限，此处仅作部分波形结果记录。
一.原始状态的环路BODE图及相关时间参数
在目前状态下，我们选择FOSC/2为ADC时钟源，FOSC设置为最大主频100MIPS，FOSC对应200M,测试DEMO上使用的是共享内核的ADC CORE采样输出电压和输入电压，可知ADC的共享内核设置为了50M,这是一个相对保守的ADC时钟设置。
TRIGA用来触发AN12输入电压信号，TRIGB用来触发AN13输出电压反馈值，此时触发信号都是0时刻。
从上图看，我们将PWM1H上升沿死区设置的偏大一些。
此处由于采用共享内核去做ADC采样转换，且会先采样转换AN12输入电压信号，因此看起来进入AN13 的ADC中断采样转换延时偏大，达到960nS，在实际应用中可采用专用内核去做输出电压的采样，且实施早中断等措施减小采样转换延时……
原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-5877.html
开关电源环路稳定性分析之电压型补偿网络
作者：大话硬件
在前面的文章中，已经分析了控制级和功率级的传递函数，这一节咱们来分析反馈级的传递函数。
在分析反馈网络的传递函数之前，我想，应该有几个问题需要做一下介绍。
1. 功率级和控制级传递函数说明了什么？
根据前面的传递函数的表达式可知，带有两个阻抗L，C元件的传递函数，在转折频率以后，在增益上斜率为-2，表现为-40dB/dec的特性，在足够宽的频率范围内相位偏移达到-180°。
这样的性质说明两个特点：
（1）传递函数会以较快的频率（-2斜率）穿过0dB；
（2）相位会到达-180
下面仿真的不同负载电阻条件下，LCR 电路的波特图，从结果可以看出，只要是LC的值确定，转折频率确定，谐振峰的大小和负载电阻有关系。在转折频率处相位会有突变，增益会以-40dB/dec的特性降低。
2.零点和极点的作用
左边平面零点会使增益以+20dB的斜率上升，相位增加90度。
左边平面的极点会使增益以-20dB斜率下降，相位减少90°
3. 什么样的开关电源是稳定可靠的？
讲了这么久，我们一直在说开关电源要稳定，到底什么样的电源才算是稳定的呢？
在此之前其实也给大家分析过，判断一个电源稳定与否，除了测试，我们就只能使用数学的工具来判断是否稳定。
因此，在评定开关电源稳定性时，会用下面这两个条件来评定开关电源是否稳定。
增益裕度：GM一般需6dB的增益裕量；
相位裕度：PM一般需要45°的相位裕量；
斜率要求：为防止-40dB/dec增益斜率，相位变化太快，增益曲线穿过0dB的时候，最好是以-20dB/dec；
从上面3个条件可以看出，增益有要求，斜率有要求，相位也有要求。
上面的要求，是不是有点像大家看到的找对象要求：身高>180，体重<150，一般这两条很难满意，往往会再加上几条。
开关电源也是这样，其实增益裕度和相位裕度已经可以保证电源稳定，但是环境中存在的不确定性太多，增加的条件越多，开关电源就越稳定。
4. 开关电源环路补偿其实不算难
分析到这里，其实环路补偿这件事，说难，也不难，说简单也很难。
简单的原因：
首先，我知道判断一个电源是否稳定的要求是什么，上面列出了3条；
其次，我求出了控制级和功率级的传递函数，剩下就是用补偿环路补偿一下；
最后，使整个环路保持稳定，满足要求……
原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-5871.html
说说电源纹波
作者：广元兄
电源纹波产生原因
我们常见的开关电源，是输入的交流电压经过整流、稳压、滤波等处理后得到的，虽然经过了处理，但直流电平上还是会有周期性和随机性的杂波信号，这些我们不需要的部分就是纹波。
开关电源的纹波是随机信号，随着时间变化在直流输出电平上来回波动的交流量，周期和幅值不是固定的。
这里需要和电源噪声相区别，电源噪声一般是指全带宽下输出电压上叠加的交流量。电源纹波是低频噪声，测量需要将带宽限制在20MHz，而电源噪声测量需要将带宽限制取消，全带宽测量。
为什么电源纹波是低频？这是因为整个电源分配网络上分布着不同容值的电容，产生着寄生效应，形成了类似于低通滤波器，所以电源的高频分量不高。
电源纹波的危害
实际的产品运行中，纹波是需要我们注意管控的部分，那纹波有哪些危害：
①降低电源的使用效率
②干扰电路的逻辑关系
③加大设备的错误运行几率
电源纹波的测量
既然纹波存在危害，那我们需要做什么测试，来保证纹波的影响符合产品设计要求。
测量要求
纹波测量有环境要求，除了我们常说的温湿度，即室温（20℃左右）和湿度（＜80%），还有测试产品放置时间（≥24H），震动和电磁干扰小等要求。不同的环境会测出不同结果，当然不同的产品有不同的标准。比如，产品是否需要做负载测试。消费类产品，不做负载测试，这是有区别的。
测量标准
电源纹波的测量方法通常分为两类，一类是单独电源的测量，另一类是产品的调试测量。纹波电压可以用绝对量表示，也可用相对量来表示。常用的就是纹波系数，纹波电压与直流输出电压的比例，就是纹波电压的有效值与直流输出电压的百分比，来评估直流电源的滤波性能。一般测试纹波的标准是≤5%。
测量点的选择
测量点选择可以从下面的方向考虑：
①选取靠近负载且离电源源端较远的去耦电容
②尽量选取封装小的电容（0201）
③不同容值要保证有测试点
测量注意点
①带宽选择
在测量时，要先打开示波器的带宽限制功能，把带宽限制在20MHz，避免高频噪声影响纹波测量。用探头的屏蔽地和输出地连接，减少因地线过长产生的环路干扰。
在探头的正负极之间，并联一个0.1uF的电容，这也是限制带宽的一种方法，用于滤除高频信号。
②探头接地处理
保证探头接地尽量短。探头都有一个接地夹，它与探头正极形成的环路，环路面积越大，其他信号分量就越多，噪声辐射到信号的回路中的可能性越大，导致错误的测试结果。
还有一种说法，如果板子上的高频信号穿过，会在示波器上形成比噪声信号还要大的电压，因此测量纹波这种小信号时，一定要保证这个环路越小越好。
探头测试纹波的时候，地线的处理都尤为关键，否则会通过地线引入不必要的噪声。最好的缩短接地路径的方法是用接地环。
③探头的档位选择
探头有X10和X1档位，电源纹波测试选择X1。这是因为如果使用10X探头，信号在探头先衰减10倍，进入示波器后再放大10倍。对于小信号而言，衰减10倍后，这部分信号很有可能就隐藏在底噪里面了……
原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-5864.html
Rdson对应MOS管的哪个工作区？
作者：硬件微讲堂
关于MOS管的文章，例如MOS管的参数解析等，网上很多，这里就不写了，我们还是针对具体问题具体分析。在问题求证过程中，查漏补缺。
1、一道问题
关于MOS管的Rdson的解释，网上搜出来的内容都差不多，比如：①在特定Vgs 、结温及Id条件下， MOS管导通时d-s间最大阻抗；②MOS管导通时，漏极D和源极S之间的电阻值。上面的说法都对，但是我感觉这种描述还不够具体。
我问一个问题： 我们都知道MOS管分可变电阻区、恒流区（饱和区）、截止区。Rdson电阻是对应MOS管的哪个工作区？A：可变电阻区；B：恒流区；C：截止区这道选择题，你会选哪个？
关注这个号的人，大都已经不是学生了，做题不能再全靠蒙，要负责任，最好能说出你的理由。C应该最先排除，我想这个应该没有疑问，关键点就在于是选A还是选B。
2、只有Vgs时
要想弄清楚这个问题，我们需要先搞清楚MOS管内部的工作机理。下图是N沟道增强型的MOS管内部构造，具体我就不展开介绍了。
当d-s短路（暂时不加入电压），只在g-s两端加入电压Vgs。当Vgs增大到一定值（Vth），此时栅极附近的P型衬底中的空穴被向下排斥，衬底中的少子（电子）被向上吸引，进而形成反型层，产生N型导电沟道。
在这个过程中，Vgs加大，导电沟道宽度增加；Vgs减小，沟道宽度就减小。由此可见，g-s间的电压Vgs对导电沟通到宽度有控制作用。而这个导电沟道就表现为一个电阻特性：Vgs变化，电阻变化；Vgs不变，电阻不变。如果此时在d-s稍微加一点电压Vds，则会有Id出现。
3、Vgs和Vds同时存在时
在Vgs>Vth且保持不变的条件下，如下图所示，在d-s间增加一个小的Vds电压。
Vds的存在，使得Vgd存在电压。Vgd=Vgs+Vsd=Vgs-Vds>=Vth，即Vds<=Vgs-Vth时，导电沟道会一直存在，但由于Vgs和Vgd不相等，准确地说是Vgs>Vgd，沟道两端会形成电位梯度进而导致沟道宽度不均匀，靠近源极的一侧宽度大，靠近漏极一侧宽度小，呈梯形结构。
如果Vds继续增大，使得Vgd=Vgs-Vds进一步减小，当Vgd=Vth，即Vds=Vgs-Vth，如下图所示，即进入预夹断状态。在此之前，MOS管是处于可变电阻区。
在可变电阻区内，Vds增大，Id也增大，它们是呈比例增加，这个比例关系就是电阻Rds。而这个Rds只受Vgs控制。
如果Vds继续增大，使得Vgd=Vgs-Vds进一步减小，当Vgd<Vth，即Vds=Vgs-Vth，如下图所示，即进入恒流状态，饱和区。注意此时沟道并没有被真的夹断，只是夹断缝隙变长，依然有电流Id存在。Vds增加的部分主要用于克服沟道的电阻，Id几乎不变，Id几乎仅仅取决于Vgs。
4、从沟道状态解析
解释完Vgs和Vds分别对MOS管的作用，以及从可变电阻区到恒流区的过程，再回到文章开头的问题：Rdson电阻对应是MOS管的哪个区？
（1）处于可变电阻区时，导电沟通是畅通的，此时的Id和Vds是呈线性比例关系。在同一个Vgs条件下，比例关系固定；（2）处于恒流区时，导电沟道是部分夹断状态，此时的Id不随Vds增加而变化，几乎仅取决于Vgs……
原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-5862.html
为什么串（并）联负反馈适用于恒压（恒流）源输入？
作者：小小的电子之路
在模电书上看到了这样一个问题--为什么串联负反馈适用于输入信号为恒压源或近似恒压源的情况，而并联负反馈适用于输入为恒流源或近似恒流源的情况？
在解决这个问题之前，需要了解一下负反馈放大电路的四种基本组态：电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈。这四种组态的区分方法是：
若反馈量取自输出电压，则为电压负反馈；
若反馈量取自输出电流，则为电流负反馈；
若输入量为电压，则为串联负反馈；
若输入量为电流，则为并联负反馈。
下面以电压负反馈为例来分析文章开头所提出的问题。
1、电压串联负反馈
上图是电压串联负反馈的基本组成框图（仅考虑输入端），其中基本放大电路的输入量，即系统的净输入量
可以看出，净输入量受反馈量的控制，这也正是负反馈电路的作用。
若将输入信号替换为恒流源，则此时净输入量
其中Ri为基本放大电路的输入电阻，可见，此时系统的净输入量不再受反馈量的控制，负反馈放大电路也就失去了反馈的作用。
2、电压并联负反馈
上图是电压并联负反馈的基本组成框图（仅考虑输入端），系统的净输入量
此时净输入量受反馈量控制。
若将输入信号替换为恒压源，则此时净输入量
此时净输入量同样不受反馈量的控制。
3、仿真测试
以同相比例运算电路（电压串联负反馈）为例，在其输入信号分别为恒压源和恒流源时，仿真运放同相输入端与反相输入端的电压差，即净输入量。仿真结果如下面两张图所示，可以看出，输入信号为恒压源时，净输入量的峰峰值在50uV左右；输入信号为恒流源时，净输入量的峰峰值在20V左右……
原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-5860.html
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