2、環(huán)路在線調(diào)試細(xì)則

　　借助于Fusion Digital Power Designer-online 在線工具可以完成環(huán)路的配置及仿真，然后根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果再微調(diào)，最終可以得到一個(gè)理想的環(huán)路配置，整個(gè)過(guò)程中無(wú)需調(diào)試硬件。

　　2.1 錄入功率級(jí)參數(shù)

　　在圖3 的設(shè)計(jì)界面中有“Edit Full Power Stage in Schematic”按鈕，點(diǎn)擊后彈出界面8。在該窗口中，用戶需要輸入實(shí)際使用的硬件參數(shù)值，包括電感（及DCR），電容，反饋電阻等。

　　上述輸入的這些參數(shù)用來(lái)完成整個(gè)閉環(huán)環(huán)路的模擬與仿真。因此，當(dāng)錄入的參數(shù)越是與實(shí)際參數(shù)一致，則仿真得到的環(huán)路參數(shù)也越是與實(shí)際相符。

　　錄入完畢后即可保存退出。

　　圖 8：錄入功率級(jí)參數(shù)

　　2.2 使用Auto Tune 功能

　　錄入?yún)?shù)完畢后，就可以開(kāi)始進(jìn)行環(huán)路的補(bǔ)償及配置。首先可以使用Auto Tune 功能，這也是最為簡(jiǎn)單的環(huán)路配置方式。即，點(diǎn)擊“Compensation Mode”中的“Auto Tune”，此時(shí)圖9 中的中間上部區(qū)域會(huì)顯示配置后的環(huán)路參數(shù)：截止頻率19.05kHz，相位余量64.32°，增益余量15.16dB。該功能使用客戶所輸入的硬件參數(shù)，以及對(duì)相位增益的要求，來(lái)自動(dòng)配置環(huán)路補(bǔ)償。使用該功能后，F(xiàn)usion Digital Power Designer 會(huì)進(jìn)行自動(dòng)配置環(huán)路補(bǔ)償，客戶無(wú)法更改環(huán)路配置。

　　圖9 右側(cè)區(qū)域是基于當(dāng)前配置的環(huán)路參數(shù)模擬動(dòng)態(tài)后得到的結(jié)果。其中動(dòng)態(tài)條件是可以自行輸入的，最終的動(dòng)態(tài)紋波峰峰值在右側(cè)的上部區(qū)域有顯示。

　　如果對(duì)這個(gè)環(huán)路參數(shù)及模擬得到的動(dòng)態(tài)紋波峰峰值比較滿意，可以保留當(dāng)前參數(shù)。環(huán)路調(diào)節(jié)完畢。

　　圖 9：Auto Tune 功能

　　2.3 手工優(yōu)化參數(shù)配置

　　假如使用Auto Tune 得到的參數(shù)不理想或者想進(jìn)一步優(yōu)化，可以點(diǎn)擊“Compensation Mode”中的“Manual”，然后通過(guò)調(diào)節(jié)Linear Compensation 和Non-linear Compensation 得到一個(gè)更為理想的環(huán)路配置。

　　1. Linear Compensation 的調(diào)試方法

　　如圖10，顯示的是某次環(huán)路配置結(jié)果，沒(méi)有使能Non-linear 功能?？梢杂^察到，其截止頻率為1.27K。此時(shí)測(cè)試到的動(dòng)態(tài)波形（測(cè)試條件為：20A~40A~20A，斜率為2.5A/us）的峰峰值為159mV，超出了所要求的100mV指標(biāo)。

　　還可以觀察到動(dòng)態(tài)波形的恢復(fù)時(shí)間也超出了要求的范圍，這是因?yàn)檫^(guò)大的動(dòng)態(tài)紋波峰峰值導(dǎo)致了EADC 輸出飽和，其輸出值被鉗制在一個(gè)固定值（該值與AFE 的Gain 有關(guān)系），因此環(huán)路補(bǔ)償電路只能根據(jù)該飽和值（小于實(shí)際輸出值）進(jìn)行補(bǔ)償，由此帶來(lái)了較長(zhǎng)的恢復(fù)時(shí)間。超長(zhǎng)的恢復(fù)時(shí)間的根因是動(dòng)態(tài)紋波峰峰值過(guò)大。

　　圖 10：帶寬過(guò)低造成動(dòng)態(tài)響應(yīng)差

　　下面將對(duì)上述不太理想的環(huán)路進(jìn)行優(yōu)化，措施包括調(diào)整低頻增益，第一零點(diǎn)，第二零點(diǎn)和第二極點(diǎn)。

　　在進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)前，需要選定調(diào)節(jié)方式。目前有三種方式可選：1）Real Zeros 模式；2）Complex Zeros 模式； 3）PID 模式。其中Real Zeros 模式最為貼近常規(guī)模擬電源的環(huán)路調(diào)節(jié)方式，下文主要針對(duì)此種方式闡述。

　　1） 調(diào)整低頻增益

　　觀察圖10 中的波特圖，功率支路的雙極點(diǎn)位于約6KHz 處，環(huán)路的兩個(gè)零點(diǎn)分別是4KHz（Fz1）和13.94KHz（Fz2），但是兩個(gè)零點(diǎn)的位置都在截止頻率的右側(cè)，因此零點(diǎn)對(duì)截止頻率的貢獻(xiàn)較小，可以嘗試增大低頻增益。

　　K 表示低頻增益。將K 值由原來(lái)的61.1dB 修改為72dB 后，截止頻率變?yōu)?0.41KHz，有了明顯的改善，且位于兩個(gè)零點(diǎn)之間。增益余量和相位余量亦滿足環(huán)路穩(wěn)定準(zhǔn)則的要求。

　　圖 11：調(diào)整低頻增益的實(shí)際效果

　　2） 調(diào)整第一零點(diǎn)和第二零點(diǎn)

　　第一零點(diǎn)為4KHz，位于雙極點(diǎn)的左側(cè)。即，環(huán)路增益受到到第一零點(diǎn)的影響而增強(qiáng)后，隨后會(huì)受到雙極點(diǎn)的影響而衰弱。因此，此時(shí)右移第一零點(diǎn)，將會(huì)減小截止頻率，相位余量也會(huì)被減??；反之，截止頻率和相位余量會(huì)繼續(xù)變大。例如，當(dāng)將第一零點(diǎn)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(diào)整第一零點(diǎn)的實(shí)際效果

　　第二零點(diǎn)為14KHz，位于雙極點(diǎn)的右側(cè)，接近截止頻率。因此，當(dāng)左移該零點(diǎn)，原截止頻率處的環(huán)路增益得到增強(qiáng)，截止頻率會(huì)變大。第二零點(diǎn)處的相位會(huì)被提升，當(dāng)截止頻率變大而接近第二零點(diǎn)后，相位余量也會(huì)因此變大。例如，當(dāng)將第二零點(diǎn)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(diào)整第二零點(diǎn)的實(shí)際效果