ZHDA283 September 2026 LMG5126

4 基于 LM5126EVM 的方法比较

LM5126A-Q1 同步升压控制器评估板（请参阅 [3]）是理想测试平台，可用于比较传统电压注入方法和输出阻抗方法以获得环路增益波德图。该评估板 $V_{OUT}$ 在控制器的检测引脚与内部反馈分压网络之间设有注入电阻，并配有必要测试点，可在同一评估板上完成传统电压注入测试与输出阻抗测量。

为了验证输出阻抗重构方法的精度，我们在 72 种配置之间比较了从电压注入和输出阻抗重构方法中获得的环路增益。这些配置是通过测试表 4-1 中所示四个参数集的所有可能组合而生成的：四个补偿配置、三个输入电压、三个输出电流和两个输出电容值。

表 4-1 LM5126EVM 配置参数

补偿	$V_{I N}$	$I_{O U T}$	$C_{O U T}$
1. $R_{COMP} = 10 k Ω, C_{COMP} = 61 nF, C_{HF} = 84 pF$	9V	0.2A	350 $µ F$
2. $R_{COMP} = 20 k Ω, C_{COMP} = 15 nF, C_{HF} = 500 pF$	13.5V	1.15A	650 $µ F$
3. $R_{COMP} = 30 k Ω, C_{COMP} = 5.6 nF, C_{HF} = 100 pF$	18V	2.5A
4. $R_{COMP} = 40 k Ω, C_{COMP} = 15 nF, C_{HF} = 100 pF$

这些方法在所有测试配置下均表现出高度一致性。采用补偿配置 1 且输出电容较小的工况取得最佳吻合效果：在线路电压与负载范围内，交叉频率偏差仅为 3.11%，相位裕度偏差仅为 8.07%。对于具有高输出电容的补偿配置 4，交叉频率的平均误差增加到 15.14%，相位裕度的平均误差增加到 8.16%。

所有配置都表明精度在交叉频率以上的频段显著下降，通常在 20kHz 左右。该偏差揭示了输出阻抗重构法的一项固有局限：高频下，受输出电容组寄生电感影响，输出阻抗抬升，同时开环阻抗占据主导地位， $Z_{C L}$ 和 $Z_{O L}$ 闭环与开环阻抗幅值趋于接近。二者幅值趋于接近，使得该计算过程对微小的测量误差高度敏感。在升压拓扑中，右半平面零点会限制交叉频率，使得这些幅值在更低频率处趋于接近，从而使得该偏差更为明显。虽然存在该高频局限，但在有效关注带宽内，重构结果仍准确。

注入网络的元件以及输出电容器组、注入网络和探头之间的连接会引入寄生阻抗。随着电感增加，这些寄生效应会在高频下导致测量误差。由于重构对较高频率下的误差变得越来越敏感，因此尽可能减少这些寄生效应对于扩展精度范围至关重要。

下图为 LM5126 评估板上补偿配置 2、高输出电容条件下的测试方法对比。 $V_{in} = 13.5 V$ 和 $I_{out} = 1.15 A$ .图 4-1 显示了使用传统电压注入方法测量到的环路增益，而图 4-2 为使用输出阻抗重构方法对同一转换器的测量结果。

图 4-1 电压注入方法 LM5126EVM

图 4-2 输出阻抗重构 LM5126EVM

对于该配置，两种方法之间的交叉频率和相位裕度偏差分别为 5.21% 和 3.71%，完全处于可接受的容差范围内。