前面一文我們講解了環(huán)路分析中的一些基本術(shù)語(yǔ)，那么我們?cè)诃h(huán)路設(shè)計(jì)時(shí)，如何選擇合適的補(bǔ)償電路，是我們今天內(nèi)容的重點(diǎn)。掌握如何正確拿捏環(huán)路設(shè)計(jì)要素，對(duì)于產(chǎn)品研發(fā)可謂是磨刀不誤砍柴工，事半功倍！
一、TYPE 1 :一型補(bǔ)償
圖1
實(shí)現(xiàn)最大直流增益自然會(huì)推動(dòng)使用運(yùn)算放大器作為校正環(huán)路的一部分。 設(shè)計(jì)人員通常將它們組合起來(lái)形成有源濾波器，而不是級(jí)聯(lián)高增益運(yùn)算放大器之后的無(wú)源網(wǎng)絡(luò)。 圖 1 中所示的純積分器就是這種情況。
這個(gè)純積分補(bǔ)償器的傳遞函數(shù)很容易推導(dǎo)出：
它具有由 R1 和 C1 給出的原點(diǎn)極點(diǎn)。在直流模式下，當(dāng)電容器開(kāi)路時(shí)，運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)增益固定增益。在以下示例中出現(xiàn)的所有運(yùn)算放大器模型中，特意將其設(shè)置為 60 dB。然后，隨著頻率升高，電容器阻抗下降并以-1 斜率或 -20 dB/十倍頻趨勢(shì)降低增益。相位曲線(xiàn)保持平坦且不提供任何相位提升：由于反相運(yùn)算放大器配置而累積 180 度反轉(zhuǎn)加上原點(diǎn)帶來(lái)的 90 度，類(lèi)型 1 補(bǔ)償器將輸入相位持續(xù)旋轉(zhuǎn)270 或 90 在 SPICE 中顯示模 2π 圖 2顯示了這種配置帶來(lái)的頻率掃描結(jié)果。請(qǐng)注意虛線(xiàn)曲線(xiàn)（30 Hz，60 dB 開(kāi)環(huán)增益）上運(yùn)算放大器原點(diǎn)的作用。它進(jìn)一步降低了更高頻率中的相位，必須在最終設(shè)計(jì)中加以考慮。
圖2
請(qǐng)注意，只要運(yùn)算放大器確保虛擬接地，Rlower 就不會(huì)在交流響應(yīng)中發(fā)揮作用。 為什么？ 僅僅是因?yàn)檫\(yùn)算放大器在反相引腳上保持 0 V，從而使 Rlower 無(wú)法用于交流分析。 但是，Rlower 與 R1 一起有助于選擇所需的直流輸出電壓。
二、TYPE 2：零極對(duì)
圖3
以前的放大器類(lèi)型沒(méi)有為我們提供任何相位提升，如果在所需的交叉頻率下相位裕度太低，我們將非常需要這種提升。 圖 3描述了這種補(bǔ)償器，稱(chēng)為 2 類(lèi)放大器。 它產(chǎn)生一個(gè)積分器和一個(gè)零極點(diǎn)對(duì)。
它的傳遞函數(shù)可以通過(guò)幾行拉普拉斯方程獲得：
我們立即可以看到一個(gè)零點(diǎn)：
原點(diǎn)極點(diǎn)方程：
高頻極點(diǎn)方程：
如果C2<<C1，那么方程可以寫(xiě)作：
圖4
圖 4顯示了相位和增益如何隨頻率變化。 我們可以清楚地看到極點(diǎn)和零位置之間的相位增加。 相位提升取決于這兩個(gè)點(diǎn)之間的距離，我們稍后會(huì)發(fā)現(xiàn)。 相位提升在 wz 和 wp2 的幾何平均值處達(dá)到峰值，其發(fā)生在等于：
三、TYPE 2a--原點(diǎn)極點(diǎn)+零點(diǎn)
圖5
通過(guò)抑制電容C2，可以去掉高頻極點(diǎn)，改變補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)。 圖5顯示了類(lèi)型 2 放大器的變換方式。傳遞函數(shù)現(xiàn)在變成：
零極點(diǎn)的方程如下：極點(diǎn)由R1和C1決定
隨著頻率的增加，該等式簡(jiǎn)化為兩個(gè)電阻施加的增益：
圖6繪制了結(jié)果頻率掃描圖，再次顯示了運(yùn)算放大器原點(diǎn)極點(diǎn)效應(yīng)：改進(jìn)的 2 型放大器具有單個(gè)高頻零。
圖6
四、TYPE 2b：比例+極點(diǎn)
圖7
類(lèi)型 2 放大器的另一種變體包括添加一個(gè)電阻器來(lái)制作一個(gè)比例放大器，并去除前兩種配置中存在的積分項(xiàng)。圖7描述了這樣一種布置，其中與電阻器 R1 并聯(lián)放置的電容器 C1 引入了一個(gè) 高頻增益，需要滾降增益。 這類(lèi)放大器施加的瞬態(tài)響應(yīng)，在陡峭的負(fù)載階躍中帶來(lái)較少的過(guò)沖。 這種類(lèi)型的放大器提供由 R2 和 R1 施加的平坦增益，直到 C1 施加的極點(diǎn)開(kāi)始起作用。傳遞函數(shù)如下：
極點(diǎn)遵循經(jīng)典公式：
圖 8描繪了這種配置帶來(lái)的交流響應(yīng)。直流增益是平坦的，直到高頻極點(diǎn)開(kāi)始起作用并施加 –1 斜率衰減。
圖8
五、TYPE 3：原點(diǎn)極點(diǎn)+兩個(gè)重合零極點(diǎn)
圖9
類(lèi)型 3 放大器用于需要大相位升壓的場(chǎng)合，例如，在具有二階響應(yīng)特性的轉(zhuǎn)換器的 CCM 電壓模式操作中。 可以快速推導(dǎo)出它的傳遞函數(shù)：
我們得到以下表達(dá)式，突出顯示極點(diǎn)和零點(diǎn)定義：
如果C2<<C1，R3<<R1，那么可以得到：
圖 10繪制了圖9放大器的頻率響應(yīng)并顯示了斜率演變。
圖10
六、如何選擇正確的補(bǔ)償類(lèi)型
1、TYPE 1：由于它不提供任何相位提升，類(lèi)型 1 放大器可用于功率級(jí)相移很小的轉(zhuǎn)換器，例如，在您希望將增益降低遠(yuǎn)離諧振頻率的應(yīng)用中二階濾波器。 與任何積分型補(bǔ)償一樣，它在負(fù)載突然變化時(shí)帶來(lái)最大的過(guò)沖。 這種類(lèi)型廣泛用于功率因數(shù)校正 (PFC) 應(yīng)用，例如，通過(guò)跨導(dǎo)放大器。
2、TYPE 2：該放大器使用最廣泛，適用于低至 –90°的功率級(jí)，并且必須消除輸出電容器 ESR 帶來(lái)的提升（以降低高頻增益）。 這是在 DCM 中運(yùn)行的電流模式 CCM 和電壓模式（直接占空比控制）轉(zhuǎn)換器的情況。
3、TYPE 2a：應(yīng)用領(lǐng)域看起來(lái)與類(lèi)型 2 相同，但當(dāng)輸出電容器 ESR 效應(yīng)可以忽略不計(jì)時(shí)，例如將零點(diǎn)降級(jí)到高頻域，則可以使用類(lèi)型 2a。
4、TYPE 2b：通過(guò)添加比例項(xiàng)，它可以幫助減少?lài)?yán)苛設(shè)計(jì)條件下的下沖或過(guò)沖。 我們已經(jīng)看到，它可以防止輸出阻抗過(guò)于感性，從而提供卓越的瞬態(tài)響應(yīng)。 盡管如此，您還是要通過(guò)降低直流增益來(lái)為此付出代價(jià)，因此會(huì)產(chǎn)生更大的靜態(tài)誤差。
5、TYPE 3：使用這種配置，其中功率級(jí)帶來(lái)的相移可以達(dá)到 -180 °。 CCM 電壓模式降壓或升壓衍生類(lèi)型的轉(zhuǎn)換器就是這種情況。