在所有的拓撲結構中，很容易獲得各拓撲結構的輸入/輸出關系。只要已知了要求的輸入和輸出電壓，剩下的事情就是計算PWM 占空比了。在非常理想的情況下，這就足夠了。然而，在實際情況中，事情千變萬化。輸入電壓會變，負載會變（比如說，接通/ 斷開輸出負載），元件具有容差、使用壽命和溫度漂移，當然總是存在噪聲。因此，系統(tǒng)性能可能會與所期望的有所不同。在意外情況下，為了使系統(tǒng)行為仍處于控制范圍之內，必須加一個“控制環(huán)”（硬件和/ 或固件）來控制輸出電壓。當任何環(huán)境條件變化時，控制環(huán)可使設計電路輸出電壓的變化盡可能小。而且，在某些情況下，控制環(huán)可用于防止危險操作情形的發(fā)生。電流控制環(huán)能夠阻止磁通進入變壓器。環(huán)路的設計與主電路的拓撲和參數有著密切的關系。為了進行穩(wěn)定性分析，必須建立開關電源完整的小信號數學模型。在頻域模型下，波特圖提供了一種簡單方便的工程分析方法，可用來進行環(huán)路增益的計算和穩(wěn)定性分析。用解析的辦法建模只能近似建立其在穩(wěn)態(tài)時的小信號擾動模型，而用該模型來解釋大范圍的擾動（例如啟動過程和負載劇烈變化過程）并不準確，必須配合軟啟動電路、限流電路、箝位電路和其他輔助電路，才能使開關電源的性能滿足要求。
下圖是一個常見的控制換，其中G(s)和H(s)是兩個模塊的傳遞函數（脈沖響應的拉普拉斯變換）。x(t)表示系統(tǒng)的輸入信號；y(t)表示系統(tǒng)輸出，它還通過H(s)模塊反饋到輸入，將H(s)模塊的輸出r(t)從輸入x(t)中減去后，得到誤差信號e(t)。
通過計算可以得出輸入/輸出關系，這個關系被稱為閉環(huán)增益（Gcl(s)）
G(s)和H(s)兩項的乘積，稱之為開環(huán)增益T(s)=G(s)H(s)。在控制理論中的關鍵是僅通過觀察開環(huán)增益（T(s)）的行為就能確定閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定以及其穩(wěn)定性如何。在閉環(huán)公式中，分母必須不能等于零，否則，Gcl(s)將變?yōu)闊o窮大，系統(tǒng)不穩(wěn)定。
1+G(s)H(s)≠0，|G(s)H(s)|相位必須≠180°，其中|G(s)H(s)|=1。認為T(s)=G(s)H(s)=1的頻率點是fco交越頻率。在此頻率處的相位必須不等于180°。出于安全考慮，要求相位大約為130°-140°，或者相應的相位裕度=（180°-fco處的相位）≥45°。如圖是一個典型的補償后的環(huán)路頻率特性曲線，穿越頻率是6.5kHz，相位為90度。如果在6.5kHz頻率處計算從-180度到相頻曲線之間的相位差，那么可以得到90度相位裕度。這是一個魯棒性非常好的系統(tǒng)，稱為“無條件穩(wěn)定”（當然還有條件穩(wěn)定，下面解釋）：即使穿越頻率點附近存在適度的環(huán)路增益變化，也不太可能移動到相位裕度太小的頻率上。
通過一些簡化，可得到如下的穩(wěn)定標準：在fco處，T(s)的斜率必須等于-20dB/十倍頻以及在fco處的相位裕度必須至少為45°。這些只是穩(wěn)定的充分條件，但由于其簡潔性，所以得到廣泛的應用。
通過觀察傳遞函數T(s)，在電源中，傳遞函數通常用如下形式來處理：
分子的每項都是零點，分母的每項都是極點。在通常情況下，和電源單元中的一樣，每個零點是開環(huán)增益相位增加+Π/2，而每個極點使其增加-Π/2。從開環(huán)增益的角度來看，每個零點引起增益斜率本身+20dB/十倍頻的變化，而每個極點引起-20dB/十倍頻的變化。因此，在s左半平面的零極點是一個相互抵消的作用。
只要在開環(huán)增益為1時(0dB)整個環(huán)路的相移小于360度，環(huán)路就是穩(wěn)定的。但如果相移接近360度（條件穩(wěn)定），會產生兩個問題：
1.相移可能會因為溫度，負載以及分布參數的變化而達到360度而產生震蕩；
2.接近360度，電源的階躍響應（瞬時加減載）表現(xiàn)為強烈震蕩，使輸出達到穩(wěn)定的時間加長，超調量增加。環(huán)路要留一定的相位余量，如圖Q=1時輸出是表現(xiàn)最好的，相位余量的最佳值為52度左右，工程上一般在全工作范圍內取45度以上。
