FAE博士：
我出于好意做了一個(gè)調(diào)整,，將電壓模式控制DC-DC電源中的輸出濾波電容換成了零等效串聯(lián)電阻(zero-ESR),。調(diào)整后，電源在負(fù)載快速變化時(shí)卻變得不穩(wěn)定,，把我老板氣壞了。是不是任何調(diào)整都得付出代價(jià),？- 心急人

心急人：
這個(gè)問題其實(shí)很簡單……有一點(diǎn)讓我常常覺得奇怪，就是人們總愛把事情變得復(fù)雜化。如果你設(shè)計(jì)的是反饋回路,，那么負(fù)反饋就是你忠實(shí)的朋友，對穩(wěn)定性有好處,；而正反饋則會把你的放大器變成一個(gè)震蕩器,。反饋回路使用的是反相放大器，相移為180度,。但還有一些其它的因素會影響這個(gè)180度相移,，如果影響過大，就會超過你的裕度,，可能將友好的負(fù)反饋?zhàn)兂晌ｋU(xiǎn)的正反饋,。

除提到你的電源為電壓模式控制外，你沒給我任何有關(guān)電路的細(xì)節(jié),，但這不妨礙我回答你的問題,。一個(gè)人智商很高(順帶一提，是181)有這個(gè)好處：對這類電路細(xì)節(jié),，即使你沒有說清楚,，我也幾乎了如指掌。你使用了一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器,，其輸出有一個(gè)類似下圖所示的LC電路：

圖1：SPICE仿真

假設(shè)電容的ESR為零,，該LC就是一個(gè)低通濾波器，其-3db拐點(diǎn)頻率為：

 這是一個(gè)雙極電路,，因此其拐點(diǎn)頻率以上的頻響曲線斜率為-40dB/decade(12分貝/倍頻程),。圖1的SPICE仿真結(jié)果可看到這一點(diǎn)。請注意拐點(diǎn)頻率附近的輸出特征諧振“峰”(圖中實(shí)線)和0到180度快速相位變化(圖中虛線),。由于相位變化很快,，回路很難穩(wěn)定。該頻率附近的任何信號都會很快變成正反饋信號,。怎么了得,！

作為經(jīng)驗(yàn)之談，當(dāng)電路(指單極電路)處于最大相位滯后為90度的零增益時(shí),，頻響曲線斜率最好為-20dB/decade (6分貝/倍頻程),。那就要有辦法將-40dB/decade變?yōu)?20dB/decade而不需增加任何成本。我們可用一個(gè)寄生元件來實(shí)現(xiàn)這樣的頻響…即借助電容的ESR來實(shí)現(xiàn)零增益時(shí)所希望的頻響,。

電阻RESR和電容CAP構(gòu)成的RC電路的拐點(diǎn)頻率為：

 在該拐點(diǎn)頻率以上,，頻響曲線的斜率從-40dB/decade變成 -20db/decade….這正是零增益時(shí)我們想要的結(jié)果。就讓我們來看看,，在我們感興趣的頻率范圍內(nèi)增加一個(gè)適當(dāng)?shù)拇?lián)ESR(100毫歐),，頻響會怎樣?

圖2：增加電容ESR

注意：現(xiàn)在的相位是按90度變化,，而不是180度。

ESR最好小點(diǎn),，畢竟ESR上的損耗意味著能量浪費(fèi),。因此，人們都喜歡ESR為零的電容(包括陶瓷電容),。不過,，我們還必須考慮電源回路的設(shè)計(jì)。通常,，這相當(dāng)于在單零點(diǎn)(Type-2)補(bǔ)償電路上添加一個(gè)電容來構(gòu)成一個(gè)雙零點(diǎn)(Type-3)電路,。如果有機(jī)會的話，我很樂意在以后再詳細(xì)討論這種雙零點(diǎn)補(bǔ)償電路,。另一個(gè)簡化反饋電路的方法是使用電流模式控制(這種模式允許我們將輸出等效成一個(gè)電流源,，并將濾波電感從反饋回路去除。不過,，這不是我們今天要談?wù)摰脑掝}),。

我很樂意解決你所有的問題，甚至包括那些與技術(shù)無關(guān)的問題,。

所以我現(xiàn)在就回答你最后的問題：是否任何調(diào)整都得付出代價(jià),？的確如此。這可是個(gè)令人無奈的事實(shí)啊,。

參考資料：
Abe Pressman’s Switching Power Supply Design (Second Edition) McGraw-Hill
Optimum Feedback Amplifier Design for Control Systems, Timothy E. Biesecker (http://www.venable.biz/tp-03.pdf)