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"對(duì)開關(guān)電源電路的測(cè)試，經(jīng)常會(huì)使用環(huán)路分析方法。環(huán)路分析測(cè)試方法是指給開關(guān)電源電路注入一個(gè)頻率不斷變化的正弦波信號(hào)作為干擾信號(hào)，然后根據(jù)其輸出情況來判斷該電路系統(tǒng)對(duì)各個(gè)頻率干擾信號(hào)的調(diào)整能力。

怎樣對(duì)開關(guān)電源進(jìn)行環(huán)路分析呢？就是將輸出電壓的增益和相位隨注入信號(hào)的頻率變化而產(chǎn)生變化的測(cè)量結(jié)果繪制成曲線，即伯德圖，然后運(yùn)用伯德圖來分析開關(guān)電源電路的增益裕度和相位裕度，以判定其穩(wěn)定性。"

1、什么是伯德圖？

伯德圖是系統(tǒng)頻率響應(yīng)的一種圖示方法，由荷蘭裔科學(xué)家亨Bode，H.W. 在1940年提出。

伯德圖由幅頻特性圖和相頻特性圖兩部分組成，兩者的橫軸都是頻率的對(duì)數(shù)lgω，采用對(duì)數(shù)分度。通常幅頻特性圖和相頻特性圖上下放置，幅頻特性圖在上，相頻特性圖在下，且將縱軸對(duì)齊，可以方便的觀察同一頻率的幅值和相位的大小。坐標(biāo)圖如下：

2、原理講解

開關(guān)電源是一個(gè)典型的反饋回路控制系統(tǒng)，其反饋增益模型如下：

在反饋電路系統(tǒng)中，輸出電壓和參考電壓之間的關(guān)系如下：

由此可以看出這個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定的條件：當(dāng) 1+T(s)=0時(shí)，系統(tǒng)的干擾波動(dòng)無限大。

這個(gè)不穩(wěn)定條件包含兩個(gè)方面：

● 開環(huán)傳遞函數(shù)的幅值為 |T(s)|=1=0dB

● 開環(huán)傳遞函數(shù)的相位為 ∠T(s)=-180°

如上為理論值，在工程實(shí)現(xiàn)上如果要保持電路系統(tǒng)的穩(wěn)定還要留出一定的裕量，就涉及到下面兩個(gè)重要指標(biāo)：

●相位裕度 (Phase Margin，PM )

當(dāng)增益|T(s)|為1時(shí)，相位∠T(s) 不能為-180°，此時(shí)相位∠T(s) 和 -180°之間的距離就是相位裕度。相位裕度可以看作是系統(tǒng)進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)之前可以增加的相位變化，相位裕度越大，系統(tǒng)越穩(wěn)定，但系統(tǒng)響應(yīng)速度會(huì)減慢。

●增益裕度 (Gain Margin，GM)

當(dāng)相位∠T(s) 為-180°時(shí)，增益|T(s)|不能為1，此時(shí)增益|T(s)|和1之間的距離就是增益裕度。增益裕度采用分貝(dB)表示，如果|T(s)|>1，則增益裕度為正值；如果|T(s)|<1，則增益裕度為負(fù)值。正增益裕度表明系統(tǒng)是穩(wěn)定的，負(fù)增益裕度表明系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。

如下為伯德圖，其中紫色為環(huán)路系統(tǒng)增益隨頻率變化的曲線，綠色為環(huán)路系統(tǒng)相位隨頻率變化的曲線。圖中，當(dāng)增益為0dB時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率為“穿越頻率”。