ZHCA058C January   2008  – September 2026 TPS61000 , TPS61002 , TPS61005 , TPS61006 , TPS61007 , TPS61010 , TPS61012 , TPS61013 , TPS61014 , TPS61015 , TPS61020 , TPS61024 , TPS61025 , TPS61026 , TPS61027 , TPS61028 , TPS61029 , TPS61030 , TPS61031 , TPS61032 , TPS61040 , TPS61040-Q1 , TPS61041 , TPS61041-Q1 , TPS61042 , TPS61043 , TPS61045 , TPS61050 , TPS61052 , TPS61054 , TPS61055 , TPS61060 , TPS61061 , TPS61062 , TPS61070 , TPS61071 , TPS61072 , TPS61073 , TPS61090 , TPS61091 , TPS61092 , TPS61100 , TPS61107 , TPS61120 , TPS61121 , TPS61122 , TPS61130 , TPS61131 , TPS61140 , TPS61141 , TPS61150 , TPS61151 , TPS61160 , TPS61161 , TPS61165 , TPS61170 , TPS61180 , TPS61181 , TPS61182 , TPS61200 , TPS61201 , TPS61202 , TPS62000 , TPS62002 , TPS62003 , TPS62004 , TPS62005 , TPS62006 , TPS62007 , TPS62008 , TPS62020 , TPS62021 , TPS62026 , TPS62040 , TPS62042 , TPS62043 , TPS62044 , TPS62046 , TPS62050 , TPS62051 , TPS62054 , TPS62056 , TPS62060 , TPS62065 , TPS62067 , TPS62100 , TPS62101 , TPS62102 , TPS62103 , TPS62110 , TPS62110-EP , TPS62111 , TPS62112 , TPS62112-EP , TPS62113 , TPS62200 , TPS62201 , TPS62202 , TPS62203 , TPS62204 , TPS62205 , TPS62207 , TPS62208 , TPS62220 , TPS62221 , TPS62222 , TPS62223 , TPS62224 , TPS62227 , TPS62228 , TPS62240 , TPS62242 , TPS62243 , TPS62260 , TPS62261 , TPS62262 , TPS62270 , TPS62290 , TPS62293 , TPS62300 , TPS62301 , TPS62302 , TPS62303 , TPS62304 , TPS62305 , TPS62320 , TPS62321 , TPS62350 , TPS62352 , TPS62353 , TPS62354 , TPS62355 , TPS62356 , TPS62400 , TPS62401 , TPS62402 , TPS62403 , TPS62410 , TPS62420 , TPS62421 , TPS62510 , TPS62560 , TPS62700 , TPS65090

 

  1.   1
  2.   采用前馈电容器优化内部补偿 DC-DC 转换器的瞬态响应
  3. 1简介
  4. 2带和不带前馈电容器的反馈网络
    1. 2.1 前馈电容器值优化过程
    2. 2.2 确定交叉频率
    3. 2.3 使用频率分析确定交叉频率
    4. 2.4 计算前馈电容器以实现最佳环路响应
    5. 2.5 改进
    6. 2.6 以减小相位裕度为代价针对更快的环路进行优化
    7. 2.7 针对更大的相位裕度进行优化以减少振铃
  5. 3结语
  6. 4参考资料
  7. 5修订历史记录

带和不带前馈电容器的反馈网络

如果没有前馈电容器,内部补偿 DC-DC 转换器的反馈网络由两个反馈电阻器组成,用于设置转换器的输出电压,如‌图 2-1 所示。图 2-2 展示了相应的增益和相位图。

TPS61000 由两个用于设置输出电压的偏置电阻器组成的反馈网络图 2-1 由两个用于设置输出电压的偏置电阻器组成的反馈网络
TPS61000 标准反馈分压器传递函数图 2-2 标准反馈分压器传递函数

图 2-3 展示了反馈网络中添加的前馈电容器 C1 (Cff),图 2-4 展示了相应的增益和相位图。通过添加前馈电容器网络,转换器可以更有效地响应输出电压轨上的高频干扰。图 2-2 和图 2-4 中的波特图表明,每个反馈网络的响应在较低频率下是相同的。在中高频率下,随着通过 C1 的阻抗路径减小并有效地带来增益和相位提升,输出轨上的干扰衰减更少。在工作电源中,增益和相位的增加意味着转换器对瞬态负载的响应速度更快,因为在反馈节点处检测到的电压偏差在较高频率下衰减更少。转换器会通过调整占空比来做出反应,以便更快地校正输出电压偏差。

TPS61000 添加前馈电容器后的反馈网络图 2-3 添加前馈电容器后的反馈网络

虽然 Cff 在零点频率后会带来增益提升,但环路相位提升在零点频率和极点频率之间达到最大值;请参见下面的方程式 1 和方程式 2。增加 Cff 值会将方程式 1 中的零点和极点移至较低的频率,而减小 Cff 值会将零点和极点移至较高的频率。直流增益由 R1 和 R2 设置。以下公式计算反馈网络的极点、零点和直流增益,如图 2-4 所示。

方程式 1. TPS61000

方程式 1 根据前馈电容器值和顶部偏置电阻器 R1 计算零点频率。Fz 如图 2-4 中的图所示。

方程式 2. TPS61000

方程式 2 根据前馈电容器值以及顶部和底部偏置电阻器 R1 和 R2 计算极点频率。图 2-4 中的图中显示了 fp。

TPS61000 带前馈电容器的标准反馈分压器传递函数图 2-4 带前馈电容器的标准反馈分压器传递函数

为了优化瞬态响应,选择了 Cff 值,以便反馈的增益和相位提升可以增加转换器的带宽,同时仍保持可接受的相位裕度。通常,Cff 值越大,带宽改善就越大。但是,如果 Cff 过大,前馈电容器会导致环路增益交叉频率过高,并且 Cff 的相位提升贡献不足,从而导致不可接受的相位裕度或不稳定性。本文档后面部分将讨论 Cff 的建议限制。