在电源设计领域，控制回路的性能对电源转换器的稳定运行起着关键作用。控制回路设置不当，不仅会使电源转换器出现振荡，导致输出端产生过高的电压纹波，还会降低电磁兼容性（EMC）性能。此外，不合理的控制回路设置会使电压转换器对负载瞬变和电源电压变化的响应速度变慢。因此，仔细检查控制回路是电源设计过程中不可或缺的重要环节。

波特图：控制回路检查的有力工具

波特图为检查控制回路提供了一个非常有用的依据。而借助 LTspice（17.1 版本或更高版本）等仿真工具，我们可以轻松、快速地生成波特图。下面将详细探讨使用 LTspice 进行波特图仿真的三个关键步骤。

步骤一：搭建测试电路并添加频率响应分析仪

首先，使用 LTspice 打开电源电路，例如一个开关稳压器电路。以 ADP2370 降压型开关稳压器的电路为例，在 LTspice 中，测试电路（也就是外部电路）可以从现成的电路中选择。当电路出现在显示屏上后，从 “组件” 选项卡中选择一个频率响应分析仪（FRA），它将被添加至上分压电阻（R1）的上方。如图 1 所示，这就是在开关稳压器电路中添加频率响应分析仪以便进行波特图仿真的情况。
图 1. 在开关稳压器电路中添加频率响应分析仪，以便进行波特图仿真。

步骤二：选择仿真类型并配置参数

接下来，选择一种用于生成波特图的仿真类型。在图 1 中，仿真类型显示为 “.fra”。在开始波特图仿真之前，必须输入所需的参数。有诸多可进行优化的选项。右键单击 FRA 组件会弹出一个窗口，可以在其中配置波特图的各项设置。如图 2 所示，红色圆圈标注的 “Help Me Configure This for a Switching Regulator”（帮我完成开关稳压器的此项配置）选项，可进行自动配置，让操作变得轻而易举。在这个窗口中，需要输入开关稳压器的直流输出电压、开关频率和预期稳压器带宽（0 dB 交越频率）。
图 2. 频率响应分析仪窗口中的波特图设置。

步骤三：开始仿真并分析结果

完成上述设置之后，按下仿真键。如图 3 所示，波特图窗口会在仿真过程结束后自动打开。在波特图中，频率表示 0 dB 交越点处的控制回路带宽。在示例中，大约是 23 kHz。控制回路的稳定性可通过相位裕度进行评估。相位裕度是指控制回路在 0 dB 增益交越频率处的相移，图 3 中标记为 “gain_1”。一般来说，相位裕度应大于 40°，示例中大约为 53°，这表明该开关稳压器具备足够的稳定性。
图 3. 使用 LTspice 版本 17.1 为开关稳压器生成的波特图。

结论

使用 LTspice 17.1 及更高版本时，FRA 模块可使波特图的创建过程变得格外轻松。不仅如此，仿真计算过程得以优化，使得仿真耗时大幅缩短，进而让开关稳压器控制回路优化变得轻而易举。通过这种简便的方法，工程师们可以更高效地进行控制回路仿真，提高电源设计的质量和稳定性。