姜岩峰 ，张东 ，韩兵兵

（1 北京自动测试技术研究所，北京，100088； 2 北方工业大学微电子中心，北京，100144）

0 引言

本文针对降压型(Buck)DC-DC 芯片的控制环路提出一种内部补偿的方案,并利用MATLAB对一个确定性能要求的buck电源电路进行系统建模研究，仿真结果表明补偿方法能保证降压式DC-DC电源稳定性和瞬态响应速度[1-6]。

1 buck电源结构

buck 型DC-DC 电源内部主要由开关管，误差放大器、脉宽调制器(modulator)和外部输出电容、负载组成的滤波器组成（图1(a)），其中D为续流二极管，在开关管T断开时候形成电感电流的放电回路，RL为输出负载。当功率开关管导通时，直流输入电压加入到电感L，负载RL和C2以及电感组成滤波网络，对输出电压的纹波进行抑制，采样电路对输入电压进行采样并输入到误差放大器，得到输出电压与基准电压的比较情况，利用误差放大器信号来调制开关波形的占空比，从而控制功率管的开关情况，调整输出电压的大小。根据电感电流iL在周期开始时是否从零开始，buck变换器的工作模式可分为连续模式（CCM）和不连续模式（DCM）。对于连续模式的buck电路，其输出信号情况如图1(b)，在PWM信号的控制下，开关管发射极将得到脉冲信号，电感电流均值为I0,将在最大数值Imax和最小电路Imin之间线性变化，由于滤波器的作用输出将为均值为U0的的直流信号。

图1 (a)buck电源结构

图1 (b)信号波形

2 环路稳定性分析

整个buck电路由滤波器、取样电路，误差放大器、脉宽调制以及开关功率管构成一个负反馈系统，对于这个负反馈系统,必须满足一定的相位裕度，同时环路的瞬态响应速度应该远大于工作频率以保证反馈控制速度，因此需要保证单位