一、开关电源环路概述
开关电源环路是电源系统中至关重要的一部分，它负责将输入的电能有效地转换为所需的输出电压和电流。在BUCK开关电源拓扑中，主要包括了主功率级和控制部分。我们已经主要分析了主功率级部分电路，如BUCK开关电源的拓扑结构。整个开关电源不仅仅是由主功率级构成，其控制部分也同样重要。
二、闭环增益与开环增益
反馈控制系统用于维持输出值的稳定性，而开关电源中的控制部分则运用了这种反馈机制。闭环增益是指从参考电平到输出的传递函数，它反映了系统在受到扰动时的恢复能力。开环增益则是控制部分电路的核心理念，它描述了没有负载扰动时的传递函数。两者都是评价电源稳定性和响应速度的重要指标。
三、分压器与误差放大器
分压器是开关电源中常见的电路模块，它负责将输出电压Vo分压后提供给误差放大器的反馈端。误差放大器则比较参考电平与反馈电压，输出一个误差信号，用于调整脉宽调制比较器的输入，从而控制开关管的导通时间，达到稳定输出电压的目的。这其中涉及到的直流反馈和交流信号的处理，都是保证电源稳定输出的关键。
四、脉宽调制器（PWM）传递函数
脉宽调制器是控制部分的核心模块之一，它根据误差放大器的输出调整开关管的导通时间，从而控制输出电压。其传递函数描述了输入与输出之间的关系，对于保证电源的稳定性和响应速度至关重要。电流控制模式和电压控制模式是脉宽调制器的两种主要工作模式，它们各自有不同的优点和适用场景。
五、电流控制模式的优势与挑战
电流控制模式在推挽、半桥/全桥等拓扑中尤为常见。它通过接收输出电压采样的误差放大器构成的电压外环和接收初级峰值电流采样的PWM比较器构成的电流内环，来共同调整开关管的导通时间。这种模式能够更好地应对输入电压的扰动，保持输出电压的稳定。它也面临着一些问题，如电流内环可能导致输出振荡等，需要通过斜率补偿等技术来解决。
六、电压前馈技术
电压前馈技术是一种输入前馈技术，它在输入电压发生变化时，能够即时调整占空比D，从而保持输出电压的稳定。这种技术主要适用于电压控制模式，对于电流控制模式并不适用。
七、被控对象传递函数
被控对象传递函数描述了从控制到输出的过程，包括脉宽调制器、开关管和LC滤波器的传递函数。对于不同的电源拓扑，如BUCK和BOOST，其传递函数有所不同。特别是BOOST拓扑中存在的右半平面零点问题，需要通过合理的设计来推高开环传递函数的截止频率，以避免不稳定性的产生。
八、反馈部分传递函数
反馈部分是控制环路中的重要组成部分，它通过分压器、误差放大器和补偿网络来实现对输出电压的精确控制。普通运算放大器和跨导运算放大器是两种常见的误差放大器类型，它们的特性和应用场景各不相同。合理选择和设计误差放大器，对于保证电源环路的稳定性和性能至关重要。
开关电源环路是一个复杂的系统，它涉及到多个模块和技术的协同工作。通过深入了解其工作原理和传递函数，我们可以更好地设计和优化电源系统，提高其稳定性和性能。