在开关电源设计领域，确保 BUCK 电路的稳定性至关重要，而环路补偿设计是实现这一目标的关键环节。

• 确认系统参数：设计前的“体检报告”

• 分析功率级特性：找到电路的“敏感点”

• 选择交越频率：速度与稳定的“黄金分割”

• 选择补偿器类型：针对“敏感点”的“杀手锏”

• 参数计算与验证：对“症”下“药”

虽然，根据不同的分类方法，有普通运放补偿&跨导放大器补偿、Type I补偿器&Type II补偿器&Type III补偿器、模拟补偿&数字补偿&自适应补偿技术，等。

但是，此文将基于IR3840MPbF这个电压模式BUCK转换器（内部为普通运放）使用“Type II补偿器”进行环路补偿实例设计，重点在于建立环路补偿设计的流程方法，助力工程师更好地理解和掌握 BUCK 电路的环路补偿设计。

01

/ 确认系统参数：设计前的“体检报告” /

以下这些参数是后续环路补偿设计的基石，需要提前确认。

02

/ 分析功率级特性：找到电路的“敏感点” /

功率级电路是 BUCK 电路的核心部分，其特性直接影响整个系统的稳定性。BUCK电路功率级（具体来说是LC滤波器）会自带“LC双极点”和“ESR零点”，这就是会导致系统不稳定的“敏感频率点”。

03

/ 选择交越频率：速度与稳定的“黄金分割” /

交越频率的选择对于平衡 BUCK 电路的速度和稳定性至关重要。交越频率过高，系统虽然响应速度快，但容易受到高频噪声的干扰，导致稳定性下降；交越频率过低，系统对负载变化的响应速度会变慢，影响动态性能。

通常，交越频率选择在开关频率的 1/10 到 1/5 之间。在这个实例中，基于开关频率 600 kHz，选择交越频率为 60 kHz，即 F0 = (1/10) * 600kHz = 60kHz。

这一选择旨在确保系统既能快速响应负载变化，又能维持足够的稳定性，有效避免高频噪声对系统的影响。

/ 选择补偿器类型：针对“敏感点”的“杀手锏” /

根据对功率级电路特性的分析，特别需要考虑FLC（LC滤波器的谐振频率）、FESR（由输出电容ESR引起的零点频率）和F0（交越频率）的相对位置关系，因为满足 ，所以选择Type II (PI)补偿器。

/ 参数计算与验证：对“症”下“药” /

将Type II (PI)补偿器的FZ1零点放置在0.75倍的FLC位置，用于补偿功率级LC双极点。

将Type II (PI)补偿器的FP1极点放置在F0和FS之间，通常在FS/2位置，用于衰减高频噪声。

 放置零极点

将Type II（PI）补偿器的FZ1零点放置在0.75倍的FLC位置，用于补偿功率级LC双极点。

将Type II（PI）补偿器的FP1极点放置在F0和FS之间，通常在FS/2位置，用于衰减高频噪声。

 具体参数计算

• 根据公式(17)计算RC1，选择标准阻值7.15kOHM

• 根据公式(18)计算CC1，选择标准容值4.7nF

• 根据公式(19)计算CC2，选择标准容值68pF

/ 实例设计总结与拓展 /

 设计总结

通过上述详细的设计步骤，我们成功为IR3840MPbF电压模式BUCK转换器设计了Type II补偿器，实现了环路的稳定补偿。这一过程涵盖了从系统参数确认到参数计算与验证的完整流程，每一步都紧密相连，环环相扣。

 设计拓展

尽管Type II补偿器在许多应用场景中表现出色，但在面对更复杂的系统动态特性时，可能需要更高级的补偿策略。例如，Type III补偿器可以提供更多的零点和极点，用于更精细地调整系统的频率响应。

综上所述，本文通过详细的实例设计，展示了BUCK电路环路补偿的具体实施过程，希望能帮助工程师深入理解环路补偿设计的关键要点和实际操作方法，提升在实际工作中解决BUCK电路稳定性问题的能力。