1、 主要內容：利用運放環路穩定性判據對MOSFET線性電源進行頻域與時域工作特性分析

2、 AC：頻域穩定性仿真測試

環路穩定性頻域測試電路：相位裕度pm=80

具體分析與計算參考：Designing Control Loops for Linear andSwitching Power
Supplies

交流仿真設置

Aol與1/Beta的閉合速率為20dB/dec、環路相位裕度為65度：環路穩定工作

3、 Transisent：瞬態時域仿真測試

時域測試電路

瞬態仿真設置

負載為5V/1A時輸出電壓波形：

負載電容為1mF，輸出電壓紋波峰峰值大大優于1mV

第1步：負載特性測試——負載電流1A—2A—1A，測試結果如下圖所示

負載特性測試電路

輸出電壓與負載電流波形：

負載由1A增大至2A時輸出電壓瞬間下降約14.3mV，恢復時間約77us;

負載由2A減小至1A時輸出電壓瞬間上升約17.7mV，恢復時間約26us

第2步：輸入源效應測試——輸入電源電壓7V—6V—7V，測試結果如下圖所示

輸入源效應測試電路

輸出電壓與輸入電源電壓波形：輸入電壓上升和下降時間為10us

輸入電壓由7V降低為6V時輸出電壓瞬間下降約-10.2mV，恢復時間約47us;

輸入電壓由6V升高為7V時輸出電壓瞬間上升約12.5mV，恢復時間約21us

第3步：參考源Vref測試——參考源電壓2.49V—2.5V—2.49V，測試結果如下圖所示

參考源Vref測試電路

輸出電壓與參考源電壓波形：

參考源電壓由2.49V升高為2.5V時輸出電壓瞬間上升約60mV，恢復時間約900us;

參考源電壓由2.5V下降為2.49V時輸出電壓瞬間下降約60mV，恢復時間約884us;

參考源上升和下降期間輸出電壓產生約40mV的超調

第4步：參考源Vref測試——參考源電壓由1V線性增大為3V，測試結果如下圖所示

Vref直流仿真設置：輸入VIN=6V，負載電阻5歐姆

輸出電壓與參考源電壓波形：輸出電壓最大值為5.534V

參考源電壓在1V—2.776V時輸出電壓線性增加;

當參考源電壓大于2.776V時輸出電壓恒定不變，此時M1飽和導通

4、 Transisent、AC：輸出振蕩時頻域與時域聯合測試——相位裕度與時域波形

頻域測試電路

Aol與1/Beta的閉合速率為40dB/dec、環路相位裕度為-56度：電路振蕩

時域測試電路

輸出電壓VOUT振蕩

輸出電壓波形：負載電流為1A時紋波約為468mV，

大大超出穩定工作時的1mV，而且呈現逐漸增大趨勢!

5、 實際測試：(待整理)

負載特性、輸入源特性、參考源調節——測試波形與數據相結合，然后與仿真對比

6、 總結：

頻域與時域特性一致;頻域相位裕度足夠時電路穩定工作，否則電路振蕩!

7、 附錄——關鍵仿真器件模型