基于在線軟件工具的數字電源 UCD92xx 反饋環路調試指南

圖 11：調整低頻增益的實際效果

2） 調整第一零點和第二零點
第一零點為4KHz，位于雙極點的左側。即，環路增益受到到第一零點的影響而增強后，隨后會受到雙極點的影響而衰弱。因此，此時右移第一零點，將會減小截止頻率，相位余量也會被減小；反之，截止頻率和相位余量會繼續變大。例如，當將第一零點修改為5Khz 后，截止頻率減小到9.29KHz，相位余量減小為89.2°。

圖 12：調整第一零點的實際效果

第二零點為14KHz，位于雙極點的右側，接近截止頻率。因此，當左移該零點，原截止頻率處的環路增益得到增強，截止頻率會變大。第二零點處的相位會被提升，當截止頻率變大而接近第二零點后，相位余量也會因此變大。例如，當將第二零點修改為11KHz 后，截止頻率變大到9.87KHz，相位余量增大到94.68°。

圖 13：調整第二零點的實際效果

3） 調整第二極點
觀察圖13 中的波特圖，增益余量對應的頻率為200KHz，而第一極點的位置是119.9KHz。因此，如果想進一步增大增益余量，可以左移第一極點。此時，增益達到200KHz 區域后會下降的更多，增益余量得以增大。

圖 14：調整第二極點的實際效果

至此，低頻增益，零點和極點都有所調整。使用當前環路參數測試到的動態波形見圖15，可以觀察到，動態紋波的峰峰降低為90mV，已經滿足指標要求。

圖 15：線性補償調節及其實測波形

2、Non-linear Compensation 的使用
非線性補償的原理是在環路補償環節加入非線性控制，對大信號響應做進一步的控制。即，當輸入到環路的誤差量超出一定范圍后使用更大的增益值，可以有效降低動態波形的峰峰值，且不影響常態運行時的環路標。

以圖16 為例，當誤差量在Limit1 和Limit2 之間時，環路增益值為1.25；當超過Limit1/2 但為超出Limit0/3時，增益值為1.75；當超出Limit0/3 后，增益值為2.25。同時，可以觀察到，使能非線性補償后環路的截止頻率，增益余量和相位余量與未使用非線性補償前是一致的。

上文提到的Limitx 中的數值針對的是EADC 的輸出（為無單位的純數值）。EADC 將參考電壓和輸出電壓之間的差值（Vref-Vout）轉化為數字化信號。因此，超出Limit2/3 的數值表示輸出電壓低于參考電壓，也即對應于輸出電流上跳的動態響應。而低于Limit1/0 的數值表示輸出電壓高于參考電壓，也即對應于輸出電流下跳的動態響應。最終，動態紋波的峰峰值降低到了74mV，較未使用非線性補償變小了了約20%。

圖 16：非線性增益調節及實測波形

2.4 環路參數調試完畢的保存及生效
環路參數確定后，點擊“Write to Hardware”按鈕可以保存當前參數。此時，會彈出一個新的窗口，顯示用戶剛剛編輯的數據（Original）和實際寫入到芯片的數據（New）。二者存在的輕微差異主要是由于模擬到數字轉化的量化誤差導致的。

圖 17：保存數據并生效

雖然將“New”所對應的數據寫入到了芯片中。但需要注意的是，此時UCD9224 實際使用的環路參數并不是上述數據。當只有當點擊“Activate CLA Bank”按鈕后才會使UCD9224 使用“New”所對應的數據。

3、軟啟動階段對應的環路調試
UCD92xx 的環路補償電路對應有2 套參數，分別在輸出電壓軟啟動階段和輸出電壓正常運行時使用，給應用帶來了極大的靈活性。通常，軟啟動階段的環路響應可以略慢于正常運行時的環路響應，防止在起機過程中出現過沖等問題。

圖18 是軟啟動階段的環路配置，與正常運行時的環路配置相似。需要注意的有如下幾點：
1. 盡量保證零極點的位置與正常運行時環路的零極點一致；
2. 可以通過將AFE 的Gain 修改為2X 或將Non-linear 的中間Gain 改為0.75 來降低環路帶寬；