模块电源（六）：前馈电容

一、前馈电容：

前馈电容是与电阻分压的顶部电阻  并联的"可选电容器"

二、计算及仿真：

1、计算

• 无前馈电容时，输出电压：；
• 有前馈电容时，输出电压：，(其中，，为前馈电容的容抗)；

        由  计算公式可知，当存在前馈电容时，输出电压  与频率  有关

2、仿真波形

• 无前馈电容时，输出增益和相位如下图所示：

  

          无前馈电容时，因为电阻不会随着频率变化而变化，由传递函数  可知，H（s）跟频率 S 无关，所以H（s）始终是个常数，体现在波特图上面，增益和相位都是一条直线
• 有前馈电容时，输出增益和相位如下图所示：

        有前馈电容时， 与反馈电阻会形成新的零点和极点，计算如下：
        零点：  ，极点： 

三、作用：

        由  ，因此，  越大，前馈电容作用越明显，在R1=0时不产生作用。

        设计前馈电容，增加的增益和相位会使得转换器对负载的瞬态响应速度更快，可以更有效地响应输出电压上的高频干扰（电容交流阻抗小）

        在DC-DC电源中，选择合适的  值， 环路反馈的增益和相位提升将增加转换器的带宽， 同时保持可接受的相位裕度，可以更快地纠正输出电压偏差。   

四、总结

        当需要进一步改善瞬变纹波或降低振铃幅度，可对前馈电容进行微调：

• 在最优解基础上减小前馈电容会导致穿越频率减小，动态响应变差，相位裕量增大，降低振铃；
•  在最优解基础上增大前馈电容会导致穿越频率增大，降低纹波，相位裕量减小，振铃幅度增大；