1、 主要內容：利用運放環路穩定性判據對三極管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 and SwitchingPower
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83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，輸出電壓從0到達穩態5V約0.2ms;

電壓過沖約155mV，恢復時間越110us;

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15.9mV，恢復時間約163us;

負載由2A減小至1A時輸出電壓瞬間上升約13.9mV，恢復時間約136us

第2步：輸入源效應測試——輸入電源電壓10V—9V—10V，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10V降低為9V時輸出電壓瞬間下降約1mV，恢復時間約76us;

輸入電壓由9V升高為10V時輸出電壓瞬間上升約1mV，恢復時間約66us

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20mV，恢復時間約143us

參考源電壓由2.5V下降為2.49V時輸出電壓瞬間下降約20mV，恢復時間約158us

第4步：參考源Vref測試——參考源電壓由2V線性增大為5V，測試結果如下圖所示

Vref直流仿真設置：輸入VIN=10V，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9.22V

參考源電壓在2.5V—4.63V時輸出電壓線性增加;

當參考源電壓大于4.63V時輸出電壓恒定不變，此時Q2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-2.3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437mV，

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