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CPU 电源电路设计系列 6：DC-DC Buck 变换器电压环补偿网络设计

作者：郭奉凯陈嘉凯

电源技术属于电力电子技术的范畴，是集电力变换、现代电子、自动控制等多学科于一

体的边缘交叉技术,现今已广泛应用到工业、能源、交通、信息、航空、国防、教育、

文化等领域。电源技术的发展实际上是围绕着提高效率、提高性能、小型轻量化、安全

可靠、消除电力公害、减少电磁干扰和电噪声的轨迹进行不懈研究，开关电源是整个电

源技术中至关重要的部分，其中的 PWM 电源调整器的反馈补偿网络，是开关电源的重要

研究课题，本文将针对 PWM DC-DC Buck 变换器电压环补偿网络设计做出了研究和应用

举例。

一变换器模块介绍

开关变换电路同步整流 Buck 变换器电压调节是一个单环系统，由三个基本模块组成：

包括功率开关调节器，低通滤波网络和相位补偿网络。补偿网络由电压采样电路，误差

放大器，补偿电路元件组成。它的物理过程描述为：当控制电路输出一个高电平后，功

率开关管导通，主电路向输出电路提供能量；反之功率开关断开，停止向输入电源汲取

能量。

图 1 Buck 调节器的三个基本模块

为设置系统的增益和带宽，要写出系统的开环传递函数，根据电路功能，我们划分出 3

块，如图 1，第一块包括 PWM 比较器到控制 MOSFET 输出，第二块是 LC 低通滤波器，根

据输出电压，电流规范选定元器件之后，被动元件引起的相位滞后已经形成，第三块是

根据以上两部分的传递函数，设计补偿电路，改变系统的增益和带宽，使系统有理想的

相位裕度和带宽，达到系统稳定的要求。

二系统传递函数

下面分别介绍三部分传递函数

1. PWM 比较器的工作过程，比较器的负相端接时钟电路发出的三角波或锯齿波信号

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