LED 驱动环路补偿 · 软启动计算器
反馈环路调试：输出级特征 → 补偿网络零极点 → 穿越频率/相位裕量 → 软启动建立。预填 23串4并 65V/0.25A（R_dyn 5.75Ω，与 BuckLED 主线衔接）。
环路结构示意（功能框图）
输出级与功率级参数
V · 负载工作点
A · 恒流设定
µF · 输出电解
Ω · 100kHz 等效串阻
Ω · LED 阵列（Ns×r/Np）
kHz · 功率级开关频率
V/V · 采样→误差折算（实测标定）
V/V · 恒流采样/分压比
补偿网络（II 型 / III 型）
III 型：ESR 零点缺失/需要更高带宽时
kΩ · 输入支路
kΩ · 反馈中频电阻
nF · 零点电容（串 R2）
pF · 高频极点电容
kΩ · 输入支路对地
nF · 输入零点电容（串 R1）
软启动参数
ms · 规格书（JW 系约 8ms）
V · 软启动基准终值
① 输出级特征
| 参数 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 输出功率 Po = Vo×Io | – | 负载功率 |
| 输出极点 fp = 1/(2π·R_dyn·Co) | – | 环路主导低频极点 |
| ESR 零点 fz_esr = 1/(2π·ESR·Co) | – | 输出电容 ESR 引入 |
| 穿越上限 ≈ fz_esr/2 | – | 超过后需 III 型补偿 |
② 补偿零极点 · 穿越频率 · 相位裕量
| 参数 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 补偿零点 fz1 | – | = 1/(2π·R2·C1) |
| 补偿极点 fp1 | – | = 1/(2π·R2·C2) |
| 第二零点 fz2（III 型） | – | = 1/(2π·(R1+R3)·C3) |
| 第二极点 fp2（III 型） | – | = 1/(2π·R3·C3) |
| 中频增益 Am = R2/R1 | – | dB · 决定穿越频率 |
| 穿越频率 fc | – | = Am·G0·H·fp（受 fz_esr/2 限制） |
| 相位裕量 PM | – | 30~75° 稳定；<30° 风险 |
| fc 与 fsw 比 | – | 建议 ≤ fsw/10 |
③ 软启动与输出建立
| 参数 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 内部软启动时间 t_ss | – | 基准电压爬坡时长（规格书） |
| 输出建立时间 t_rise = Co·Vo/Io | – | 恒流给输出电容充电 |
| 平均充电电流 Co·Vo/t_ss | – | 软启动期输出电容平均电流 |
校核结论将显示在这里。
公式与说明
fp = 1/(2π·R_dyn·Co)；fz_esr = 1/(2π·ESR·Co)
II 型：fz1 = 1/(2π·R2·C1)；fp1 = 1/(2π·R2·C2)；Am = R2/R1
III 型：fz1、fp1 同上；fz2 = 1/(2π·(R1+R3)·C3)；fp2 = 1/(2π·R3·C3)；Am = R2/R1
fc = Am·G0·H·fp（限 fz_esr/2）
PM ≈ 90° − arctan(fc/fp1) − [arctan(fc/fp2)] + arctan(fc/fz1) + [arctan(fc/fz2)] − arctan(fc/fp) + arctan(fc/fz_esr)
t_rise = Co·Vo/Io；I_chg = Co·Vo/t_ss
II 型：fz1 = 1/(2π·R2·C1)；fp1 = 1/(2π·R2·C2)；Am = R2/R1
III 型：fz1、fp1 同上；fz2 = 1/(2π·(R1+R3)·C3)；fp2 = 1/(2π·R3·C3)；Am = R2/R1
fc = Am·G0·H·fp（限 fz_esr/2）
PM ≈ 90° − arctan(fc/fp1) − [arctan(fc/fp2)] + arctan(fc/fz1) + [arctan(fc/fz2)] − arctan(fc/fp) + arctan(fc/fz_esr)
t_rise = Co·Vo/Io；I_chg = Co·Vo/t_ss
II 型 vs III 型怎么选
输出电容 ESR 提供零点时（电解电容常见，fz_esr 低于穿越频率），II 型（一个零点 + 一个高频极点）通常够用；ESR 很低或缺失（固态/薄膜输出）、需要更高带宽时用 III 型补第二个零点。LED 恒流环带宽一般取 fsw/10~fsw/5，过高会放大开关噪声。
R_dyn 口径
输出极点用 LED 阵列动态电阻 R_dyn = Ns×r_dyn/Np（23串4并×1Ω = 5.75Ω）而非静态 R_eq=U/I（约 260Ω）——小信号极点由动态电阻决定，口径与 BuckLED/LEDArray 主线一致。R_dyn 越小输出极点越高，环路补偿参数要跟着调。
软启动怎么判
内部软启动（基准爬坡）决定参考电压建立；若输出建立时间 t_rise 明显大于内部 t_ss，启动实际由输出电容充电限制，等效平均电流 Co·Vo/t_ss 超过恒流设定时输出按充电斜率建立（无过冲风险但启动变慢）。需要更慢启动时用外部软启动电容拉长基准爬坡。
调试现场顺序
先闭环测 Bode（扫频仪/网络分析仪）标定 G0·H → 调补偿使 fc ≈ fsw/10、PM 45~60° → 再看负载阶跃（0.25A 恒流下 23串4并 LED 阵列）无振荡、无过冲 → 最后核软启动波形。相位裕量公式为电压模式近似（±10°），量产以实测为准。