ZHCAAM3B July   2018  – August 2021 TPS560430

 

  1.   商标
  2. 1引言
  3. 2峰值电流模式环路建模
    1. 2.1 总控制框图和传递函数推导
    2. 2.2 内部电流环路模型
    3. 2.3 总体环路模型
    4. 2.4 电感器和输出电容器设计限值
    5. 2.5 计算带宽和相位裕度的公式
  4. 3电感器和输出电容器设计
    1. 3.1 电感器设计
    2. 3.2 输出电容器设计
    3. 3.3 仿真和平台验证
  5. 4总结
  6. 5参考文献
  7. 6修订历史记录

电感器和输出电容器设计限值

图 2-3 所示为采用合适电感器和输出电容器设计下的波特图。其中,fc ≫ fP_OUT,fc ≫ fZ_EA, fc ≪ fP_EA,fc ≪ fP_ci,fc≪ fZ_OUT

GUID-DCC161AB-9245-4EB9-8606-AE9ACFE54175-low.gif图 2-3 PCM 降压转换器的波特图模型

增益曲线必须经过 0dB,且斜率为 -20dB/dec,从而预留足够的相位裕度。补偿网络 fZ_EA 引入的零点抵消了输出阻抗 fP_OUT 的极点,它们远远小于交叉频率:fP_OUT ≪ fc,fZ_EA ≪ fc。误差放大器的寄生电容 CO_EA 很小,因此 fP_EA ≫ fc

若 L 太大,电流环路 fP_ci 引入的极点会小于交叉频率 fc。增益曲线经过 0dB,斜率为 -40dB/dec,但相位裕度不够。此外, fP_ci 会受 VIN 的影响,因此环路响应会受到 VIN 的影响。为防止出现这种情况,L 必须合理设计,确保 fP_ci ≫ fc。可通过Equation12 计算最大电感值。

Equation12. GUID-126BF3F8-FEC8-4183-BAB7-0B413F5C6A15-low.gif

若输出电容器的等效串联电阻 (ESR) 太大,则输出电容器 fZ_OUT 引入的零点小于交叉频率 fc。在 fZ_OUT 之后,增益曲线的斜率为 0dB/dec,使交叉频率过大。IC 中的寄生参数引入的某些高频极点会影响相位裕度,因此,相位裕度不够。为防止这种情况,输出电容器的 ESR 必须合理设计,确保 fZ_OUT ≫ fc。可通过Equation13 计算最大 ESR。

Equation13. GUID-385BE0BA-8810-4903-A5D9-6FCF701695F3-low.gif