反馈电路设计方法

专利名称：反馈电路设计方法
技术领域：
本公开一般涉及电路设计，且特别地，涉及到反馈电路的设计。
背景技术：
反馈电路设计是电路设计者承担的众多较难任务中的其中一个任 务。在标准反馈电路中，设计者可以调整部件以控制系统的性能。然而， 有时候反馈电路包括集成电路。这些集成电路没有几百个也有很多内部部 件。内部部件值以及这些集成电路的频率特性是固定的。这限制了设计者 操控电路频率响应的自由度。
该问题的一个实例存在于电源设计领域。电源电路有时包括光耦合 器以及集成控制器、开关以及噪声滤波器。增加这些部件很大程度上限制 了设计者实现所需频率特性的能力。而且，由于设计者使用的一定输入/ 输出规范，功率部件通常不可调整。虽然有很多公知途径以设计具有上述 限制的稳定控制回路，但是通常都导致少于期望相位余量的相位余量。改 善相位余量同时保持期望频率响应通常涉及到完全重新设计反馈电路，从 而导致增加的时间和成本。


参考以下附图描述本公开的非限制性和非排它性实施例，其中，贯穿各图，相似的参考数字表示相似的部件，除非另有说明。本公开的具体 内容借助实例说明且不限于附图。
图1是示出根据本公开的教导，用于确定参考电路设计反馈电路部 件值的软件结构体系的功能框图。
图2A是示出根据本公开的教导，参考电路设计的电路图。
图2B是示出根据本公开的教导，参考电路设计的替换结构的电路图。
图2C是示出根据本公开的教导，回路增益原理的功能电路图。
图3是示出根据本公开的教导，用于确定反馈电路部件值以使用计算机辅助设计(CAD)工具实现参考电路设计的所需反馈特性的实例工 艺的流程图。
图4是示出根据本公开的教导，允许使用CAD工具用户输出参考电 路设计的输入功率级参数的图解用户界面(GUI)窗口的屏幕。
图5是示出根据本公开的教导，用于输入参考电路设计参数的实例 工艺的流程图。
图6是示出根据本公开的教导，允许CAD工具用户输入参考电路设
计的电路参数的GUI窗口的屏幕。
图7是示出根据本公开的教导，使用CAD工具调整参考电路设计的
增益限制器的值的实例工艺流程图。
图8是示出根据本公开的教导，参考电路设计的反馈特性的图。
图9是示出根据本公开的教导，参考电路设计的总反馈特性的图。
图IO是示出根据本公开的教导，用于显示参考电路设计的总反馈特
性的GUI窗口的屏幕。
图11是示出用于存储并执行本公开实施例的演示性处理系统的框图。
具体实施例方式
在此描述反馈电路设计的系统和方法的实施例。在以下描述中，列 举出各个具体细节以提供实施例的详尽理解。然而，本领域技术人员将意 识到，可实施在此描述的技术而不需要一项或多项具体细节，或者使用其 它方法、部件、材料等实施在此描述的技术。在其他情况下，没有示出或 详细描述公知的结构、材料或者操作，以避免使一些方面不清楚。
贯穿该说明书的参照"一个实施例"、"实施例"、"一个实例"、或者"实 例"的意思是，结合该实施例或实例描述的特定特征、结构或者特性包括 在本公开的至少一个实施例中。由此，贯穿该说明书在各个地方出现的短 语"在一个实施例中"、"在实施例中"、"在一个实例中"或"在实例中"不必 全部都涉及相同的实施例或实例。而且，在一个或多个实施例中，特定的 特征、结构或特性可以以任一种适合的方式组合。
贯穿该说明书，使用几个现有技术术语。这些术语与其所出自的现 有技术中的常规含意相同，除非在此特别限定或者其上下文中另外清楚地说明。"相位余量"是在此限定为反馈电路相对稳定性测量的反馈特性，且例如，可将"相位余量"量化为电路变得不稳定所需的交叉频率下的附加相位偏移量。在一个实施例中，测量相位余量作为在从一180°测量的相位中的附加延迟。"交叉频率"是在此限定为电路频率的反馈特性，该电路频率下，电路的回路增益等于预定或者动态确定的增益值。在一个实例中，该 增益值表示近似为一的增益(即为0dB)。"回路增益"在此限定为，在电路的控制回路附近，在整个行程(trip)中遇到的所有电路元件增益的总乘积(或者表示为dB的话，为增益的总数)。
图1是一般示出根据本公开的教导，用于确定参考电路设计反馈电 路部件值的软件结构体系100的实例的功能框图。系统100的所示实例包括计算机辅助设计(CAD)工具102、参考电路设计104以及反馈电路部件值106的列表。在一个实例中，根据加利福尼亚州的圣何塞的Power Integration,系统100表示包括在计算机程序如PI Expert 电源设计软件中的功能块。在其它实例中，理解为系统100可根据本公开的教导结合到用于设计、模拟、校验和测试电路的其它电路设计软件程序中。
参考电路设计104表示具有反馈级的电路的描述，用于返回一部分电路输出，以与该电路的控制输入进行比较。在一个实例中，参考电路设 计104表示转换调整器型电源电路，该转换调整器型电源电路包括反馈级，以调整电源的输出。使用任意数量的硬件描述语言来描述参考电路设计104，在各种抽象层次(例如，性能代码、电阻器晶体管逻辑(RTL)、 网表、布局等)下，该硬件描述语言包括非常高速的集成电路硬件描述语言(VHDL)、 Verilog、具有集成电路强调(Integrated Circuits Emphasis) (SPICE)、 HSPICE、 PSPICE等的模拟程序。
参考电路设计104包括几个功率级部件，该几个功率级部件可以是基于操作参数的固定值。这些功率级部件是根据加利福尼亚州的圣何塞的 Power Intergrations，手工或者通过CAD工具如PI Expert 电源设计软件预先计算的，以产生参考电路设计。根据参考电路设计104和目标反馈特 性的反馈级部件装载到CAD工具102中。反馈特性的图由CAD工具102 产生。计算相位余量以确定相位余量是否在阈值相位余量之上。如果相位余量低于阈值相位余量，则CAD工具102将阻抗网络(即，相位增加)添加至参考电路设计104，以进一步增加相位余量。然而，在计算阻抗部 件值当中，CAD工具102会增加相位余量，同时降低新添加的阻抗网络 对参考电路设计104的量级(magnitude)响应特性的影响。之后，CAD 工具102输出所计算的反馈电路部件值106。当相位余量在阈值之上时， CAD工具102输出所计算的反馈电路部件值106。
在一个实例中，CAD工具102可以进一步输出参考电路设计104的 特性，该特性例如但不限于实际交叉频率和相位余量、总相位响应曲线以 及总量级响应曲线。系统100的用户可选择通过手来人工调整参考电路设 计的部件值，并引起CAD工具102产生参考电路设计104的新反馈电路 部件值106。
图2A是示出根据本公开的教导，实例参考电路设计104的电路图。 所示出实例的参考电路设计104包括未调整的输入电压200、功率级202、 反馈级204和负载206。在所示出的实例中，功率级202包括能量传送元 件208、整流器210、滤波器212、有效串联电阻213和电源控制器214， 该电源控制器214具有噪音滤波器216、控制器218和开关220。所示出 实例的反馈级204包括反馈部件222、分路调节器224、增益限制器226、 光耦合器228和相位增加阻抗网络230，该相位增加阻抗网络230包括阻 抗部件232和234。应当理解，阻抗网络230不是一开始就出现在参考电 路设计104中，而是，代替地，根据以下描述的工艺，阻抗网络230可随 后添加到该参考电路设计中。
在本公开教导的实施例当中，为了清楚，图2A的参考电路设计104 描述了一种特定的调整电源拓扑结构。然而，受益于本公开的本领域技术 人员应当意识到，本公开的教导可以以各种其他类型的电路拓扑结构使 用，该其它类型电路拓扑结构包括用于输出信号的监测以及(如果必要的 话)包括用于输出信号的控制的反馈。
耦合功率级202以从未调整输入电压200提供输出功率至负载206。 耦合反馈级204以提供反馈信号至功率级202，以使功率级202在负载206处可输出基本恒定的电流或者电压。
功率级202包括具有初始侧和次级侧的能量传送元件208。尽管图 2A示出了能量传送元件208作为具有两个绕组的变压器，但是，可以理解，可以实施从一个或多个电路将能量传送到一个或多个其它电路的任意 装置，例如包括，具有多于两个绕组的变压器以将功率提供到附加负载，从而提供偏置电压，或者从而在负载处检测电压。能量传送元件208初始 侧的一端耦合到未调整输入电压200。初始侧的另一端耦合到电源控制器 214。在一个实例中，电源控制器214出自根据加利福尼亚州的圣何塞的 Power Integrations的集成电路电源控制器的TOP Switch⑧族。在其他实例 中，其它电源控制器可根据本公开的教导用在电源设计中。嵌入在电源控 制器214中的是噪音滤波器216，以接收和调整自反馈级204接收的反馈 信号。而且，嵌入在电源控制器214中的是控制器218，以激活开关220。 借助于实例，开关220可以是晶体管，如，功率金属氧化物半导体场效应 晶体管(MOSFET)。操作中，通过控制器218打开或关闭开关220,以 控制或调整能量传送元件208中从其初级侧到其次级侧的能量传送。
能量传送元件208的次级侧耦合到整流器210。转换开关220的结果 是，整流器210输出脉冲电流，该脉冲电流通过滤波器212滤波，以在负 载206处产生基本恒定(即平均)的电压或电流。
耦合反馈级204以提供反馈信号至功率级202，以使功率级202在负 载206处可输出基本恒定的电流或电压。与输出电压成比例的反馈电流流 过光耦合器228。增益限制器226耦合到光耦合器228，以降低电路设计 104的回路增益，同时留下基本未受影响的电路设计104的相位响应。尽 管图2中示出了增益限制器226作为与光耦合器228串联耦合的电阻器， 但受益于本公开的本领域技术人员应意识到，可实施各种其他电路部件以 限制电路设计104的回路增益。尽管所示出的参考电路设计104包括特定 设置和分路调节器224的选择，但是受益于本公开的本领域技术人员将意 识到，可使用任意的有源或无源反馈部件。
阻抗赂230于图2A中示出，其耦合到增益限制器226。尽管图2A 示出阻抗网络230，作为并联耦合到增益限制器226的电阻器一电容器 (RC)网络，但是可以理解，可使用任何其它电路部件和结构，例如从而 增加电路设计104的相位余量，同时降低阻抗网络230对电路设计104 的量级响应的影响。
包括反馈的各种其他类型的电路拓扑结构可与本公开的实施例一起使用。例如，图2B是示出根据本公开的教导，参考电路设计104的替换 结构的电路图。图2B中示出的实例参考电路设计104包括能量传送元件 209和附加功率级部件二极管236和电感器238。
图2C是根据本公开的教导，示出回路增益原理的功能电路图。电流 源240附着到参考电路104。当电流源240将Iz电流242注入到参考电路 104中时，则正向Ix电流244不等于返回Iy电流246。这种情况下，回路 增益限定为返回IY电流246和正向Ix电流244的比率，如下所示
T＝IY/YX， 等式l
其中，T表示回路增益。反馈电路部件值106被设计成以防止系统不 稳定并提供所需瞬变性能的方式控制回路增益。
图3是示出根据本公开的教导，示出用于确定返回电路部件值以使 用计算机辅助设计(CAD)工具实现参考电路设计所需反馈特性的实例 工艺300的流程图。工艺300通过参考图1一10进行描述。不应当认为其 中在工艺300中出现的部分或所有工艺块的顺序是限制性的。而是，受益 于本公开的本领域技术人员将理解的是， 一些工艺块可以以在此未示出的 多种顺序执行。
在工艺块302中，参考电路设计104的功率级参数输入到CAD工具 102中。功率级参数的值通常是固定值，用于产生参考电路设计104。借 助于实例，功率级参数可包括与滤波器212对应的电容值、与有效串联电 阻器213对应的电阻值、与控制器218对应的占空循环、以及与电感器 238对应的电感值。
图4是示出根据本公开的教导，用于允许CAD工具用户输入参考电 路设计的功率级参数的GUI窗口 400的屏幕。GUI窗口 400通过软件电 路设计工具产生，例如是基于功率级参数的加利福尼亚州圣何塞的Power Integrations的PI Expert 电源设计软件。在一个实例中，软件电路设计 工具用于产生参考电路设计104。此外，GUI窗口 800图表显示所有或部 分所产生的参考电路设计104。
在工艺块304，参考电路设计104装载到CAD工具102中。在一个 实例中，在计算机上运行的软件电路设计工具在工艺块304之前运行，以使参考电路设计104通过软件电路设计工具产生。软件电路设计工具例如 是计算机程序，如加利福尼亚州圣何塞的Power Intefrations的PI E^ert 电源设计软件。在一个实例中，所产生的参考电路设计104存储在计算机 可读介质中。在另一实例中，所产生的参考电路设计104从计算机经由打 印机、输入/输出控制器或者显示器输出。在一个实例中，根据本公开的 教导，工艺300可通过CAD工具102进行，该CAD工具102通过执行 软件电路设计工具程序的相同或不同计算机执行,所述软件电路设计工具 程序产生了参考电路设计104。
在工艺块306中，参考电路设计参数输入到CAD工具102。图5是根据本公开的教导，扩展用于输入参考电路设计参数的工艺块306的流程 图。
在工艺块502中，目标交叉频率被输入到CAD工具102中。在工艺块504中，相位余量阈值被输入到CAD工具102中。在一个实例中，相位余量阈值通过CAD工具102在工艺块504之前设置。在工艺块506中，反馈级部件的值被输入到CAD工具102中。反馈级部件的值包括反馈部件222，与光耦合器228相对应的电流传输比(C.T.R.)以及与分路调节器224相对应的误差放大器的增益。通常，反馈部件222并不用作输入值，以允许参考电路设计104的较大的设计灵活性。然而，在一定情况下，反馈部件222的一定值可作为参考电路设计104的参数输入。在工艺块508中，增益限制器226的电阻值被输入到CAD工具102中。在一个实例中，增益限制器226的电阻值基本上是低或高电阻值。基本低或高电阻值被限 定为将导致交叉频率的电阻值，该交叉频率分别大于或小于目标交叉频 率。
图6是示出根据本公开的教导，GUI窗口 600实例的屏幕，用于允 许CAD工具102的用户输入参考电路设计104的电路参数。GUI窗口600 以通信方式耦合到CAD工具102,以允许用户输入反馈部件参数610。在 一个实例中，根据本公开的教导，用户可以输入一个或多个部件参数 610, GUI窗口600将显示通过CAD工具102计算的剩余参数值。所示出的GUI窗口 600的实例也用图表显示出所有或部分参考电路设计104。在 一个实例中，GUI窗口 600允许用户经由用户可选择控制612来使用/禁用阻抗网络230。
现在，往回参考图3，在工艺块308中，CAD工具102计算反馈部 件222的值，该值没有被设置成工艺块306中的输入参数。接下来，在工 艺块310中，CAD工具102基于自工艺块302和306所输入的设计参数 和自工艺块308所计算的反馈部件222的值来模拟参考电路设计104。
在模拟参考电路设计104中，CAD工具102可用图表表示出参考电 路设计104的反馈特性。这些图表可包括但不限于，初始量级响应曲线以 及初始相位响应曲线。图8是示出根据本公开的教导，参考电路设计104 的最初量级响应曲线802和最初相位响应曲线810的图。如上所述，在所 示实例中，初始交叉频率804比目标交叉频率808大很多。
在工艺块312中，CAD工具102调整增益限制器226的电阻值。图7 是根据本公开的教导，扩展工艺块312以使用CAD工具调整参考电路设 计104的增益限制器值的流程图。在工艺块702中，CAD工具102产生 图8的量级响应曲线，如初始量级响应曲线802。接下来，在判定块704 中，CAD工具102确定所产生的量级响应曲线802的初始交叉频率804。 如果初始交叉频率804等于目标交叉频率808，则结束工艺块310。如果 初始交叉频率804不等于目标交叉频率808，则CAD工具102调整(即， 增加或降低)增益限制器226的值，以使量级响应曲线802向所转换的量 级响应曲线806转换，交叉频率基本上等于目标交叉频率808。例如，增 益限制器226最初被设置为基本低电阻值(即，1Q)，导致了初始量级响 应曲线802。由于CAD工具102增加了增益限制器226的电阻，因此最 初量级响应曲线802向下转换，以使初始交叉频率804达到目标交叉频率 808。
由于增益限制器226基本上是电阻性的，因此初始相位响应曲线基 本上不受影响。因此，所转换的量级响应曲线806仍与初始相位响应曲线 810对应。
接下来，在工艺块314中，CAD工具102基于初始相位响应曲线810 以及其在目标交叉频率808下的相位812确定初始相位余量814。在判定 块316中，初始相位余量与阈值相位余量相比较。如果初始相位余量小于 阈值相位余量，则认为参考电路设计104是不够的，且控制进入到工艺块 318。在一个实例中，阈值相位余量可等于或接近45°，其中相位余量是 交叉频率下相位和一 180°之间的差值。
在工艺块318中，将阻抗网络230添加到参考电路设计104中，以 增加初始相位余量814，同时降低阻抗网络230对所转换量级响应曲线806 的影响。在一个实例中，阻抗网络230可包括并联(例如分路)耦合到增 益限制器226的电阻器一电容器网络。添加阻抗网络230产生了总相位响 应曲线910和总量级响应曲线906，如图9中所示。如所能看到的，总量 级响应曲线906与所转换的量级响应曲线806相差很小，至少在一直上升 到目标交叉频率808的频率下是这样。然而，包括阻抗网络230会产生总 交叉频率908，该总交叉频率908接近但仍不同于目标交叉频率808。
鉴于添加阻抗网络230没有使得总量级响应曲线906改变多少，但 总相位余量914增加了。在一个实例中，选择阻抗网络230的阻抗部件， 以使总交叉频率908下的总相位曲线910向一90。增加。
接下来，在工艺块320中，CAD工具102计算在工艺块318中添加
的阻抗部件的值。在一个实例中，计算阻抗部件的值包括确定参考电路设
计104的传递函数。之后CAD工具102计算阻抗部件的值，以基本在目
标交叉频率808下将零添加到传递函数，并且在至少比初始交叉频率高十
进位的情况下将极点添加到传递函数。在图2所示的实例中，阻抗部件
232的电阻如下计算
RGAIN， 等式2
其中RcAiN等于增益限制器226的电阻值。而且，阻抗部件234的电
容可如下计算
<formula>complex formula see original document page 13</formula>等式3
其中Rgain等于増益限制器226的电阻值，且fcRossovER等于参考电 路设计104的交叉频率。
—旦完成工艺块318和320 (或者如果判定块316的结果是NO)，工 艺300就继续进行到工艺块322。在工艺块322中，分别产生总量级响应 曲线和相位响应曲线卯6和910。图10是示出根据本公开的教导，GUI 窗口 1000的屏幕，用于显示参考电路设计的总反馈特性。在一个实例中，
CAD工具102示例了GUI窗口 1000，该GUI窗口 IOOO显示出仅用于功 率级、仅用于反馈级(例如，控制级)、或者用于整个参考电路设计104的 各个回路增益或相位。
在判定块324中，CAD工具102允许用户对于参考电路设计104的 部件值进行手工改变。如果在块324中存在用户调整，则控制继续到工艺 块326，其中CAD工具102重新计算反馈级部件。接下来，在工艺块328 中，CAD工具102重新产生总反馈特性(即，量级和相位响应曲线等)。
在工艺块330中，CAD工具102输出总交叉频率、总相位余量以及 所计算的反馈部件值。如图6中所示，GUI窗口 600包括输出614，用于 显示参考电路设计104的总交叉频率。GUI窗口 600还包括输出616，用 于显示参考电路设计104的总相位余量。而且，CAD工具102更新电路 设计参数610，以反映所计算的部件值。
图11是示出演示处理系统1100的框图，该处理系统用于执行CAD 工具102、工艺300、 GUI窗口 400、 GUI窗口 600以及GUI窗口 1000 中的任一个。所示出的处理系统iioo的实例包括一个或多个处理器(或 者中央处理单元)1105、系统存储器1110、非易失性(NV)存储器1115、 数据存储单元(DSU) 1120、通信链接1125以及芯片组1130。所示出的 处理系统1100表示计算系统，该计算系统包括桌面电脑、笔记本电脑、 工作站、手提电脑、服务器、叶片服务器(blade server)等。
互联处理系统1100的元件连接如下。 一个(多个)处理器1105经由 芯片组1130以通信方式耦合到系统存储器1U0、 NV存储器1115、 DSU 1120以及通信链接1125，以向它们发送指令或数据或者从它们接收指令 或数据。在一个实例中，NV存储器1115是快闪存储装置。在其他实例 中，NV存储器1115包括只读存储器(ROM)、可编程ROM、可擦除可 编程ROM、电可擦除可编程ROM等中的任一个。在一个实例中，系统 存储器1110包括随机存取存储器(RAM)，如动态RAM (DRAM)、同 步DRAM， (SDRAM)、双数据速率SDRAM (DDRSDRAM)、静态RAM (SRAM)等。DSU 920表示任一种存储器件，用于软件数据、应用和/ 或操作系统，但是最通常地，DSU 920是非易失性存储器件。DSU 920 可选地包括一个或多个集成驱动电子(IDE)硬盘、增强IDE (EIDE)硬
盘、冗余阵列独立盘(RAID)、小型计算机系统接口 (SCSI)硬盘、串联 先进技术附件(SATA或串联ATA)等。尽管示出DSU 1120作为处理系 统1100的内部零件，但是可将DSU 1120外部耦合到处理系统1100。通 信链接1125将处理系统1100耦合到网络，以使处理系统1100通过网络 与一个或多个其它计算机通信。通信链接1125可以包括调制解调器、以 太网卡、千兆位以太网卡、通用串行总线(USB)端口、无线网络接口卡、 光纤接口等。
应当理解，为了清楚的目的，图ll和该公开中已经排除了处理系统 1100的各种其他元件。例如，处理系统1100进一步包括图表卡、附加 DSU、其他持久数据存储器件(例如，带驱动)等。芯片组1130还可包 括系统总线和用于互联子部件的各种其他数据总线，该子部件例如存储控 制器集线器和输入/输出(I/O)控制器集线器，以及用于将外围器件连 接到芯片组1130的数据总线(例如，外围部件互连总线)。而且，处理系 统1100可在没有所示出的一个或多个元件的情况下进行操作。例如，处 理系统1100不需包括DSU 1120。
已经在计算机软件和硬件方面描述了上述的处理。所描述的技术构 成机器(例如，计算机)可读介质中包含的机器可执行指令，从而，当通 过机器执行机器可执行指令时，导致机器进行所述操作。此外，处理可具 体化在硬件中，该硬件例如是专用集成电路(ASIC)等。
机器存取介质包括任一种机制，其提供(即，存储和/或传送)可 通过机器(例如，计算机、网络装置、个人数字助理、制造工具、具有一 组或多组处理器的任一种装置等等)存取形式的信息。例如，机器可存取 介质包括可记录/不可记录介质(例如，只读存储器(ROM)、随机存取 存储器(RAM)、磁盘存储介质、光学存储介质、快闪存储装置等等)。
包括摘要中描述的所示本发明实例和实施例的以上描述并不是穷举 的或者限制所公开的确切形式。虽然在此为了说明目的描述了本公开的特 定实施例或者实例，但是各种修改都在本公开的范围内，如相关领域技术 人员所能意识到的。
根据上述详细描述，对本公开可做出这些修改。不应将以下权利要 求书中所使用的术语解释为，将本公开限于在说明书中公开的特定实施例。相反，本公开的范围完全通过以下权利要求书确定，该权利要求书应 当根据权利要求书说明所建立的原则来进行解释。
权利要求
1.一种方法，包括在目标交叉频率下模拟参考电路设计，该参考电路设计具有反馈级；在目标交叉频率下确定参考电路设计的初始相位余量；和如果初始相位余量小于阈值相位余量，则将阻抗网络添加到反馈级，该阻抗网络用于增加初始相位余量。
2. 如权利要求1的方法，还包括计算阻抗网络的阻抗部件的值，以使 参考电路设计在总交叉频率下操作，该总交叉频率接近目标交叉频率，总 相位佘量大于初始相位余量。
3. 如权利要求2的方法，其中计算阻抗网络的阻抗部件的值包括将极 点和零添加到参考电路设计的传递函数，其中所述零基本上在总交叉频率 下发生，所述极点至少在比目标交叉频率高十进位的情况下发生。
4. 如权利要求2的方法，还包括产生表示参考电路设计特性的输出信 号，该参考电路设计特性选自包括参考电路设计的总交叉频率、总交叉相 位余量、相位响应曲线和量级响应曲线构成的组。
5. 如权利要求1的方法，还包括设置参考电路设计的增益限制器的 值，以在目标交叉频率下将参考电路设计的回路增益限制为接近一的增益 o
6. 如权利要求1的方法，其中添加阻抗网络包括与增益限制器并联地 添加电阻器一电容器(RC)网络，以增加初始相位余量的量级。
7. 如权利要求1的方法，还包括计算包含在反馈级中的反馈部件的 值，以增加目标交叉频率下参考电路设计的相位余量。
8. 如权利要求1的方法，其中该方法通过计算机辅助设计(CAD)工 具进行，该计算机辅助设计工具装载有参考电路设计以及参考电路设计的 参数。
9. 一种提供指令的机器可存取介质，如果通过机器执行该指令，则会导致该机器进行操作，包括在目标交叉频率下模拟参考电路设计，该参考电路设计具有反馈级；确定目标交叉频率下参考电路设计的初始相位余量；和 如果初始相位余量小于阈值相位余量，则将阻抗网络添加到反馈 级，该阻抗网络用于增加初始相位余量。
10. 如权利要求9的机器可存取介质，还提供指令，如果通过机器执 行该指令的话，则将导致机器进行进一步操作，包括设置参考电路设计 的增益限制器的值，以将参考电路设计的回路增益限制为目标交叉频率下 接近一的增益。
11. 如权利要求10的机器可存取介质，其中添加阻抗网络包括添加与 增益限制器并联的电阻器一电容器(RC)网络，以增加初始相位余量的 量级。
12. 如权利要求11的机器可存取介质，还提供指令，如果通过机器执 行该指令的话，将导致机器进行进一步的操作，包括计算RC网络的阻 抗部件的值，以使参考电路设计在接近目标交叉频率的总交叉频率下操 作，总相位余量大于初始相位余量。
13. 如权利要求12的机器可存取介质，其中计算RC网络的阻抗部件 的值包括添加极点和零至参考电路设计的传递函数，其中所述零基本在目 标交叉频率下发生，所述极点至少在比目标交叉频率高十进位的频率下发 生。
14. 如权利要求12的机器可存取介质，还提供指令，如果通过机器执 行该指令的话，将导致机器进行进一步操作，包括产生表示参考电路设计 特性的输出信号，该参考电路设计特性选自包括参考电路设计的总交叉频 率、总交叉相位余量、相位响应曲线以及量级响应曲线构成的组。
15. 如权利要求9的机器可存取介质，其中参考阈值相位余量近似等 于45度。
16. —种系统，包括 执行指令的处理器；随机存取存储器(RAM)，所述随机存取存储器耦合到处理器，以存 储指令；和数据存储单元(DSU),所述数据存储单元耦合到处理器并存储计算机辅助设计(CAD)工具，如果通过处理器执行所述计算机辅助设计 (CAD)工具的话，将导致处理器进行操作，该操作包括将具有反馈级的参考电路设计自DSU装载到CAD工具中； 在目标交叉频率下通过CAD工具模拟参考电路设计； 在目标交叉频率下确定参考电路设计的初始相位余量；和 如果初始相位余量小于阈值相位余量，则将阻抗网络添加到反 馈级，所述阻抗网络用于增加初始相位余量。
17. 如权利要求16的系统，其中添加阻抗网络包括 设置包含在参考电路设计中的增益限制电阻器的电阻值，以将参考电路设计的回路增益限制为近似为一；与增益限制电阻器并联地添加电阻器一电容器(RC)网络；和 计算RC网络的值，以增加初始相位余量。
18. 如权利要求17的系统，其中计算RC网络的值包括将极点和零添 加到参考电路设计的传递函数，其中所述零基本上在目标交叉频率下发 生，所述极点在至少比目标交叉频率高十进位的频率下发生。
19. 如权利要求16的系统，其中参考电路设计包括电源电路设计，所 述电源电路设计具有耦合到反馈级的功率级。
20. 如权利要求19的系统，其中电源电路设计的功率级包括耦合到变 压器的集成电路电源控制器。
21. 如权利要求16的系统，其中CAD工具包括图形用户界面(GUI)， 以允许CAD工具用户输入参考电路设计的参数，该参考电路设计的参数 选自包括参考电fe设计的电路部件值、目标交叉频率、阈值相位余量以及 目标回路增益构成的组。
22，如权利要求21的系统，其中图形用户界面还包括用于显示输出数 据的GUI窗口，该输出数据选自包括相位响应曲线、量级相位曲线、参 考电路设计的回路增益近似等于一的总交叉频率、以及在总交叉频率下计 算的参考电路设计的总交叉相位余量构成的组。
全文摘要
公开了一种用于反馈电路设计的方法和系统。一个方面中，反馈电路设计的方法包括在目标交叉频率下模拟具有反馈级的参考电路设计，在目标交叉频率下确定初始相位余量，以及如果初始相位余量小于阈值相位余量则将阻抗网络添加到反馈级。确定阻抗网络的设计，以增加初始相位余量。
文档编号H02M3/28GK101202506SQ20071015965
公开日2008年6月18日 申请日期2007年11月13日 优先权日2006年11月13日
发明者A·阿克塞尔罗德, S·G·克尔卡 申请人:电力集成公司