基于在线软件工具的数字电源 UCD92xx 反馈环路调试指南

图 11：调整低频增益的实际效果

2） 调整第一零点和第二零点
第一零点为4KHz，位于双极点的左侧。即，环路增益受到到第一零点的影响而增强后，随后会受到双极点的影响而衰弱。因此，此时右移第一零点，将会减小截止频率，相位余量也会被减小；反之，截止频率和相位余量会继续变大。例如，当将第一零点修改为5Khz 后，截止频率减小到9.29KHz，相位余量减小为89.2°。

图 12：调整第一零点的实际效果

第二零点为14KHz，位于双极点的右侧，接近截止频率。因此，当左移该零点，原截止频率处的环路增益得到增强，截止频率会变大。第二零点处的相位会被提升，当截止频率变大而接近第二零点后，相位余量也会因此变大。例如，当将第二零点修改为11KHz 后，截止频率变大到9.87KHz，相位余量增大到94.68°。

图 13：调整第二零点的实际效果

3） 调整第二极点
观察图13 中的波特图，增益余量对应的频率为200KHz，而第一极点的位置是119.9KHz。因此，如果想进一步增大增益余量，可以左移第一极点。此时，增益达到200KHz 区域后会下降的更多，增益余量得以增大。

图 14：调整第二极点的实际效果

至此，低频增益，零点和极点都有所调整。使用当前环路参数测试到的动态波形见图15，可以观察到，动态纹波的峰峰降低为90mV，已经满足指标要求。

图 15：线性补偿调节及其实测波形

2、Non-linear Compensation 的使用
非线性补偿的原理是在环路补偿环节加入非线性控制，对大信号响应做进一步的控制。即，当输入到环路的误差量超出一定范围后使用更大的增益值，可以有效降低动态波形的峰峰值，且不影响常态运行时的环路标。

以图16 为例，当误差量在Limit1 和Limit2 之间时，环路增益值为1.25；当超过Limit1/2 但为超出Limit0/3时，增益值为1.75；当超出Limit0/3 后，增益值为2.25。同时，可以观察到，使能非线性补偿后环路的截止频率，增益余量和相位余量与未使用非线性补偿前是一致的。

上文提到的Limitx 中的数值针对的是EADC 的输出（为无单位的纯数值）。EADC 将参考电压和输出电压之间的差值（Vref-Vout）转化为数字化信号。因此，超出Limit2/3 的数值表示输出电压低于参考电压，也即对应于输出电流上跳的动态响应。而低于Limit1/0 的数值表示输出电压高于参考电压，也即对应于输出电流下跳的动态响应。最终，动态纹波的峰峰值降低到了74mV，较未使用非线性补偿变小了了约20%。

图 16：非线性增益调节及实测波形

2.4 环路参数调试完毕的保存及生效
环路参数确定后，点击“Write to Hardware”按钮可以保存当前参数。此时，会弹出一个新的窗口，显示用户刚刚编辑的数据（Original）和实际写入到芯片的数据（New）。二者存在的轻微差异主要是由于模拟到数字转化的量化误差导致的。

图 17：保存数据并生效

虽然将“New”所对应的数据写入到了芯片中。但需要注意的是，此时UCD9224 实际使用的环路参数并不是上述数据。当只有当点击“Activate CLA Bank”按钮后才会使UCD9224 使用“New”所对应的数据。

3、软启动阶段对应的环路调试
UCD92xx 的环路补偿电路对应有2 套参数，分别在输出电压软启动阶段和输出电压正常运行时使用，给应用带来了极大的灵活性。通常，软启动阶段的环路响应可以略慢于正常运行时的环路响应，防止在起机过程中出现过冲等问题。

图18 是软启动阶段的环路配置，与正常运行时的环路配置相似。需要注意的有如下几点：
1. 尽量保证零极点的位置与正常运行时环路的零极点一致；
2. 可以通过将AFE 的Gain 修改为2X 或将Non-linear 的中间Gain 改为0.75 来降低环路带宽；