电压模式buck输出不稳定，跳周期

JimmChen

最近在做一个电压模式的buck电路，宽输入（10-120V），但是在输出占空比比较小的情况下会跳周期，或是说不稳定，EA（OTA）的输出也不对，请问是什么原因。120V输入下（极限小占空比）的波形和主回路的设置如下图，用PSIM搭的模型，和Cadence里的结果一致，都有不稳定的现象，是零极点的问题吗，还是ea和振荡器的匹配不对，请高人指点，感谢！

胖呵呵321

你的补偿方式不太对劲，电压模Buck通常采用三型补偿电路或者PID补偿电路，都能在低频处提供两零点，以抵消LC共轭极点的影响，抬升系统的相位裕度。从你图上的补偿方式来看，只提供了两个极点和一个零点，所以可能是这原因导致系统不稳定。低输入电压下系统能够稳定，应该是此时环路增益比较低，导致穿越频率也较低，从而使得系统刚好能够稳定，但是输入电压提高，环路增益也会增大，穿越频率提高，如果没有合适的补偿电路来提升相位裕度，系统就不能稳定工作了。个人见解哈，不一定正确。

JimmChen

胖呵呵321 发表于 2024-4-28 10:18
你的补偿方式不太对劲，电压模Buck通常采用三型补偿电路或者PID补偿电路，都能在低频处提供两零点，以抵消L ...

我扫频分析了一下，结合手算，现在补偿的极点都属于高频极点，在穿越频率之外。反馈电阻处的前馈电容我没有加，目前就属于电路没有任何补偿，只有EA OTA输出带了个电容，和考虑ESR零点的情况。在低输入电压下，穿越频率比较低，甚至没有达到ESR零点的位置，这个时候相位裕度很低（大概30-40）电路却能稳定，但是输入电压升高之后穿越频率右移，慢慢靠近ESR零点，这个时候裕度升高（接近60度），但电路如上图所示，反而不稳定，这真的很头疼。

胖呵呵321

仅靠电容ESR零点来补偿不太行，电容ESR零点一改变，或者变换器输出电阻增大，都很有可能使得系统相位裕度变低，系统无法稳定工作。对于你这种现象我也不是很理解，只能浅薄地给出几点建议，1.还是按照老方法，用三型补偿电路来补偿系统。2.我没有用过psim，不知道psim是否考虑比较器的边带效应，从你的仿真结果来看，振荡频率大概为开关周期的一半，此时系统的穿越频率已经很高了，一般会将系统穿越频率设置为开关的1/10~1/5左右，因为再高的话，经典的平均建模理论就有点吃力了，需要考虑高频效应带来的影响。比如比较器的边带效应就有可能使得相位裕度急剧下降。如果仿真器没有考虑这些的话，实际仿真出来的频率特性曲线是不准的。所以也有可能是这个原因，把系统的穿越频率降低是个简单的规避方法。3.一开始没有振荡，稳定一段时间后才开始振荡，可能是仿真器精度不够？增大仿真器精度，看看问题是否还存在？4.比较器的翻转速度可以设计高一点，也许有用吧？5.误差放大器输出电压纹波太大了，正常情况下不会这么大，补偿电路系数设置有问题。

JimmChen

胖呵呵321 发表于 2024-4-28 16:09
仅靠电容ESR零点来补偿不太行，电容ESR零点一改变，或者变换器输出电阻增大，都很有可能使得系统相位裕度变 ...

好的，感谢！

eebottomc

求问各位大大如果不是buck或boost，是hybrid结构怎么分析环路的稳定性呢，最近在搭一个hybrid结构没有头绪