Để đảm bảo sự ổn định của mạch nguồn sử dụng nguyên lý điều khiển dùng hồi tiếp âm thì vấn đề bù pha rất quan trọng, bởi vì khi chúng ta không thiết kế mạch bù pha thì khi có sự thay đổi của điện áp ngõ vào hoặc dòng điện tải thì sẽ dẫn đến toàn hệ thống mất ổn định và dao động và ảnh hưởng lớn đến hiệu năng của mạch nguồn. Cải thiện phase margin (bằng cách tạo thêm zero trong hàm truyền của mạch nguồn) để giúp mạch nguồn hoạt động ổn định và cải thiện độ lợi tại tần số thấp và giữ điện áp ngõ ra gần xấp xỉ với điện áp tham chiếu chính là 2 mục đích chính khi dùng công nghệ bù pha cho mạch [16]. Để đảm bảo cho hệ thống hồi tiếp hoạt động ổn định thì các trường hợp sau đây cần được xem xét:
• Trong trường hợp xấu nhất thì hệ thống vẫn đảm bảo phase margin từ 350 đến 450 ( tối ưu ở 450 đến 600) [1].
• Gain margin tối ưu từ -6 dB đến -12 dB để giữ ổn định của toàn hệ thống. • Tần số crossver phải nhỏ hơn phân nửa của tần số đóng mở, nhưng trong thực tế
thì thường chọn bằng 1 4 , 1
5 của tần số đóng mở, nếu không sẽ gây ra biên độ gợn sóng lớn ở điện áp ngõ ra [1].
22
Một điểm quan trọng cần phải nhớ khi chọn phase margin của hệ thống “ thấp phase margin thì hệ thống sẽ cho đáp ứng nhanh hơn, nhưng sẽ bị vọt lố ở điện áp ngõ ra [1]” vì thế nên có sự đánh đổi giữa đáp ứng và ổn định của hệ thống. Thường thì phase margin = 600 [1] để cân bằng giữa đáp ứng và vọt lố của điện áp ngõ ra đối với sự thay đổi của ngõ vào và tải.
Có ba kiểu bù pha thường dùng (phụ thuộc vào các điều kiện khác nhau) cho mạch DC/DC Buck : kiểu I, kiểu II và kiểu III. Bù kiểu I thường được dùng cho hệ thống đơn cực và ít dùng trong thực tế do nó giới hạn băng thông và cho phase margin thấp, tuy nhiên nó lại cho độ lợi DC lớn tại tần số thấp, do đó bù kiểu II, III được dùng nhiều để cải thiện băng thông và phase margin đảm bảo sự ổn định của hệ thống.
Bù kiểu II dùng ít thành phần hơn so với kiểu III và nó giúp ít khi tụ điện tại ngõ ra có lớn thành phần trở khí sinh ESR, ngược lại bù kiểu III thường dùng khi có nhỏ ESR ở tụ ngõ ra [1]. Nếu zero được tạo ra bở ESR của tụ cung cấp đủ độ tăng pha tại tần số cắt thì bù kiểu II sẽ phù hợp, ngược lại phải dùng kiểu III để bù pha cho mạch.