控制环路分析

控制环路分析

电源控制环路分析

电子设备对电源的基础要求是保证在设备负载变化的情况下仍保持输出电平不变。为了监测输出电平,电源需要通过闭环控制电路获得近实时的电平反馈。电源需要快速响应负载变化,并且不能产生过度的振铃现象(信号持续表现出过冲和下冲)。反馈质量对于电源性能至关重要。

开关电源(SMPS) 是一种通用的电源设计,小巧轻便,物美价廉,非常适合各种输入电压量程。为了测量开关电源能否在不同条件下正常工作,需要在宽频率范围内测量控制环路的增益和相移,同时输入受控的激励信号,使控制环路中产生响应。

波特图是用于分析电源控制环路的理想工具,能够同时显示增益(单位为 dB)和相移(单位为度)。利用波特图可以了解激励信号频率变化时环路的性能(调节速度)和系统的不稳定趋势。将增益突破 0 dB 阈值时对应的频率与相位进行比较,可以了解系统变得不稳定之前剩余的相位裕量。

示波器是一款理想的测量仪器,非常适合使用波特图分析控制环路,原因有以下几个方面:

  • 测量控制环路响应时,频率范围为接近 DC 到数兆赫兹,示波器非常适合这个范围。
  • 分析波特图的结果非常简单。波特图中同时显示随频率变化的增益和相移,设计人员可以清楚看到设计是否满足交叉频率下的相位裕量和 –180° 相移时的增益裕量目标,从而满足性能和稳定性要求。
  • 通用台式示波器支持高性能频率响应测量,可以满足严苛要求,而且价格远低于其他测量仪器。示波器还可以处理各种其他日常测量任务。

电源控制环路测试挑战

激励信号需要有适合的电平。如果注入电平过低,增益就会过高,在低频下会产生噪声。除此之外,一些控制环路对注入电平非常敏感:如果电平过高,增益就会过低,从而导致非线性问题或较大的信号效应。

所需的激励信号电平还可能因频率而变。一般而言,低频下需要较高的信号电平,高频下需要较低的信号电平。

对于 电压在毫伏范围内、频率在千赫兹范围内的控制环路信号,探头必须具有合适的低本底噪声,保证高灵敏度和低信噪比。

为了不改变电路行为,环路前向阻抗必须远大于后向阻抗。

我们的控制环路分析测试解决方案

罗德与施瓦茨提供四种不同系列的示波器,均具备所需特性、功能和性能,非常适合分析功率电子的频率响应R&S®MXO4R&S®RTB2000R&S®RTM3000R&S®RTA4000

R&S®MXO4 的波形捕获率高达 450 万波形/秒,在业内出类拔萃,12 位模数转换器提供高分辨率,特有的罗德与施瓦茨数字触发架构实现 0.00001/div 垂直触发灵敏度,并推出经济型版本。

三种 RTx 示波器系列均具备 1280 × 800 分辨率的 10.1" 电容式触摸屏、10 位模数转换器、10 秒快速启动时间和 16 个数字信道(可选),并集成一系列可选仪器,例如逻辑、频谱和协议分析仪、任意波形和码型发生器以及数字电压表。

R&S®RTx-K36选件适合所有这些示波器,能够提供波特图分析功能:示波器的内部信号发生器可以生成 10 Hz 至 25 MHz 的激励信号。所有这些示波器都可以配备低衰减比探头。

产品

R&S®MXO 4

新一代示波器,快速洞察与分析

更多信息

R&S®RTB2000

更多信息

R&S®RTM3000

更多信息

R&S®RTA4000

更多信息

分析测试解决方案的优势

无需使用外部信号源:示波器内置波形发生器,能够生成 10 Hz 至 25 MHz 的激励信号。

波特图功能有助于简单直观地分析稳定性。示波器可以配备 K36 选件,能够满足所有要求来改变参数。只需旋转示波器旋钮即可调整激励信号频率,还可以在示波器屏幕上直接观察对增益裕量和相位裕量的影响。

稳健的测量流程,能够根据频率变化提供合适的激励信号电平。通过幅度剖面配置有效匹配信号电平和特定频率。最多支持信号电平的 16 种阶跃变化。

理想探头,适合所有支持的示波器

对我们的控制环路分析解决方案有其他问题?请与我们联系。

相关文档

准确查找控制环路设计中的异常影响

R&S®MXO 5 示波器非常适合检测电源转换器控制环路中的异常事件。示波器运用数字触发技术,用户可以定义复杂触发事件,从而有效发现问题的根本原因。

更多信息

转换器控制电源测试

波特图是用于验证开关电源的控制环路稳定性的重要工具。现在,示波器也具备此功能。本应用信息展示了相应操作原理。

更多信息

稳定性测试的要诀与技巧

本应用指南描述了如何测量开关电源的控制环路稳定性。指南介绍了主要概念和实际应用,并指导用户了解整个测量流程。应用指南以罗德与施瓦茨和德州仪器共同设计的降压变换器参考板为例阐释了测量流程。

现在下载

网络研讨会:控制环路稳定性

本网络研讨会介绍开关电源的控制环路稳定性测量。研讨会讨论了主要测量概念,重点谈论主要话题,并介绍实用测量方法。研讨会还展示了合适的测量装置,并针对解决方案的关键区分因素提供了相关建议。

更多信息

Knowledge+

访问罗德与施瓦茨知识库,感受独到的个性化优质内容。立即了解根据您的需求特别提供的专业知识。

视频中心

观看介绍各种解决方案、应用和产品的趣味视频与网络研讨会。

更多信息

下载中心

在罗德与施瓦茨下载中心搜索产品手册、数据表、技术文章、手册、固件、软件、驱动程序和更多其他内容。

更多信息

罗德与施瓦茨技术学院

保障安心无忧
学习实用知识。洞察行业动态。成为真正的专家。一切尽在罗德与施瓦茨技术学院。

更多信息

相关主题

效率测试

更多信息

EMI 调试和分析

更多信息

开关分析

更多信息

请求信息

如果您有任何疑问或需要了解更多信息,请填写此表格,我们会尽快回复您。

推广许可

你的申请已提交,我们稍后会联系您。
An error is occurred, please try it again later.