1. 適用范圍

環路分析的應用場合很廣，在開關電源、運放反饋網絡中，環路分析可以測量系統的增 益、相位隨頻率變化的曲線(伯德圖)，分析系統的增益余量與相位余量，以判定系統的穩定 性；在被動器件的阻抗分析中，環路分析可以觀察電容、電感的高頻阻抗曲線，測量電容 ESR 等。本文將介紹環路分析在開關電源上的實際使用。

2. 原理概述

環路分析的一個重要作用就是分析開關電源的穩定性。掃頻測試原理主要是給開關電源 電路注入一個頻率變化的正弦信號，測量開關電源在頻域上的特性，通過分析穿越頻率、增 益裕度和相位裕度來判斷環路是否穩定，可以為電子工程師設計穩定的控制電路提供直觀的 數據。另外，環路分析也有單頻點測試功能。 

開關電源的穩定性關系到整個應用系統的可靠性，利用伯德圖可以看出在不同頻率下系 統增益的大小和相位。通過伯德圖來對開關電源的環路穩定性進行判斷和分析已經成為評估 開關電源可靠性必不可少的方法。 

在研發期間，反復的修改和調試電路時，環路分析可以提供直觀的數據對比，同時測量 非常便捷，能快速的判斷系統是否達到穩定狀態，增強工程師對設計產品的信心。

3. 技術實現

3.1 環路增益模型

穩定可靠的系統通常是閉環系統（帶反饋）。控制器根據系統的實際輸出與理想輸出的 偏差來設計算法，使輸出值逼近設定值。圖 3.1 表示的是反饋環路控制部分中的運放的環增 益模型，其傳遞函數為：

如果變換器中沒有用到反饋控制環路（即圖 3.1 中 H(s)部分），其傳遞函數一般為，可以看出輸出隨輸入的變化而成線性的變化，沒有穩壓的作用。如果反饋環 路設計的不好，對于負載的瞬態改變，環路就不能做出及時恰當的調整，那么輸出電源瞬間 會偏高或者偏低，會造成電源系統的振蕩，對下一級構成損壞。此時若能夠對環路測量就顯 得很重要了。 

放大器的開環增益 G(s)是頻率的函數，會隨著頻率的增加而減小，同時也和放大器的相 位有關，當 G(s)H(s)=-1,則其傳遞的值為∞，即增益是無窮大的，可以認為任意小的輸入擾 動都能引起輸出的無窮大，如果這種輸出無窮大的信號在反饋到功率變換環節，勢必會造成 最后輸出的振蕩。所以說可以通過分析 G(s)H(s)的增益和相位來判斷系統的穩定性。 

我們可以通過環增益 GH 的頻率特性來判斷系統的穩定性，同時回路增益|GH|以及回路 相位差∠GH 的頻率特性可以用伯德圖來表示，。伯德圖及相關參數如圖 3.2 所示：