2 AEF 補償

圖 2-1(a) 顯示了一個無補償的 AEF。在圖 2-1 中，V_S 是噪聲源，Z_S 是內部阻抗，Z_L 是線路阻抗穩定網絡或電源的阻抗，C_in 是電源轉換器的輸入電容器，L 是差模電感器，C_sense 和 C_inj 是感應電容器和注入電容器，R_{DC_fb} 為 Op_amp 提供直流反饋，C_para 是電源布線和接地之間的寄生電容。

作為一個基于運算放大器的反饋電路，圖 2-1(a) 中的 AEF 會變得不穩定，進而導致運算放大器飽和。在這種情況下，AEF 的性能會受到顯著影響，并且 AEF 可能會消耗更多功率并在系統中注入額外的噪聲 [3]。由于運算放大器的負載網絡很復雜，圖 1a 中的 AEF 在低頻和高頻下都會不穩定。

在低頻（例如在 10 kHz 與 50 kHz 之間）下，環路增益的相位會變為正 180 度，系統會變得不穩定，造成這種問題的主要原因是 C_inj 與 L 以及 C_sen 與 R_{DC_fb} 形成了分壓器。低頻補償的一種方法是添加 R_comp 和 C_comp 與 R_{DC_fb} 并聯，如圖 2-1(b) 所示。C_comp 通過使反饋網絡在低頻下具有容性來進行低頻補償。R_comp 用于確保 AEF 的性能。此外，轉換器的輸入端通常用電解電容器來存儲能量并確保轉換器穩定。電解電容器的等效串聯電阻 (ESR) 也有助于提高低頻穩定性。

在高頻下，運算放大器和 C_para 的輸出阻抗會產生一個極點，造成環路增益的相位滯后。此外，運算放大器通常具有低頻極點。因此，環路增益在高頻下將具有兩個極點且其相位接近負 180°，這會導致在高頻下不穩定。R_comp1 和 C_comp1（圖 2-1(b) 中）用于高頻補償，大小為 100 nF 和 0.5Ω。R_comp1 和 C_comp1 可以增加高頻下環路增益的相位，使系統具有足夠的相位裕度來保證高頻穩定性。在某些應用中，高頻陶瓷電容器（例如 10 nF 或 100 nF）對于高頻噪聲過濾或對于保護電路（例如用于反向保護的智能二極管）而言是必不可少的。在此類情況下，有幾種方法可以保持高頻穩定性：

• 在檢測/注入節點和高頻陶瓷電容器之間插入鐵氧體磁珠以將它們解耦。
• 添加與高頻電容器串聯的小電阻器以進行補償。
• 將高頻電容器放置在遠離 AEF 的位置，因為陶瓷電容器和印刷電路板布線的 ESR 和等效串聯電感 (ESL) 也有助于提高高頻穩定性。

總體而言，必須確保檢測/注入節點對地的阻抗不受高頻（10 MHz 至 50 MHz）電容控制。