ZHCACR7 june 2023 TPS563207S

2 通过 AVS 控制让输出电压低于基准电压

降压转换器反馈电路上的外部元件和电压源用于实现 AVS。在正常运行时，输出电压由分压电阻器 Rtop 和 Rbot 进行编程。通过 AVS，输出电压也受外部电阻器和电压源的影响。控制电路和输出电压计算如图 2-1 及方程式 1、方程式 2 和方程式 3 所示。

图 2-1 通过 AVS 实现可调输出电压

方程式 1.

I 2 = I 3 + I 1

方程式 2.

\frac{V F B}{R_{b o t}} = \frac{V t e s t - V F B}{R_{e x t}} + \frac{V o u t - V F B}{R_{t o p}}

方程式 3.

{V o u t = R}_{t o p} \times (\frac{V F B}{R_{b o t}} - \frac{V t e s t - V F B}{R_{e x t}}) + V F B

基于前面的公式，方程式 4、方程式 5 和方程式 6 展示了 Vout 和 Vtest 之间的关系。

方程式 4.

{V o u t = R}_{t o p} \times \frac{V F B}{R_{b o t}} + V F B (i f V t e s t = V F B)

方程式 5.

{V o u t = R}_{t o p} \times (\frac{V F B}{R_{b o t}} - \frac{V t e s t - V F B}{R_{e x t}}) + V F B {< R}_{t o p} \times \frac{V F B}{R_{b o t}} + V F B (i f V t e s t > V F B)

方程式 6.

{V o u t = R}_{t o p} \times (\frac{V F B}{R_{b o t}} - \frac{V t e s t - V F B}{R_{e x t}}) + V F B {> R}_{t o p} \times \frac{V F B}{R_{b o t}} + V F B (i f V t e s t < V F B)

如果需要较低的输出电压，则 Vtest 电压需要大于方程式 4、方程式 5 和方程式 6 中的基准电压。如果 Vtest 持续上升，直到电流 I3 超过 I2，则电流 I1 通过 Rtop 改变方向。输出电压低于基准电压。图 2-2 展示了电流方向。

图 2-2 通过 AVS 实现更低的输出电压

AVS 流程会改变 FB 电路，对功率级和内部环路参数没有影响。AVS 流程会将 Vfb 的功能更改为 Vout。对于较低的输出电压，通常不建议添加 CFF（前馈电容）。典型的 FB 电路如图 2-3 所示。FB 电路的功能如方程式 7 所示。

图 2-3 典型 FB 电路

方程式 7.

\frac{V F B}{V o u t} = \frac{R_{b o t}}{R_{b o t} + R_{t o p}}

图 2-4 中展示了采用 AVS 流程的 FB 电路。进行交流分析时 Vtest 应为 0。方程式 8 中展示了采用 AVS 流程的 FB 电路的函数（基于方程式 2）。

图 2-4 采用 AVS 的 FB 电路

方程式 8.

\frac{V F B}{V o u t} = \frac{R_{t o p} / / R_{b o t} / / R_{e x t}}{R_{t o p}}

比较 FB 转换函数，根据[基于底部检测纹波注入固定导通时间频域分析的 D-CAP2TM 频率响应模型]，AVS 流程对直流增益有一定影响。如果使用典型 FB 电路的直流增益将 FB 电路的直流增益除以 AVS，则增益变化如方程式 9 所示。如果直流增益变化过大，则会影响带宽和相位裕度。为了使方程式 9 等于 1，根据方程式 10，AVS 电阻器 R_ext 设置为远大于分压电阻器。

方程式 9.

\frac{\frac{V F B}{V o u t} (t y p)}{\frac{V F B}{V o u t} (A V S)} = \frac{\frac{R_{b o t}}{R_{b o t} + R_{t o p}}}{\frac{R_{t o p} / / R_{b o t} / / R_{e x t}}{R_{t o p}}} = \frac{R_{t o p} / / R_{b o t}}{R_{t o p} / / R_{b o t} / / R_{e x t}}

方程式 10.

\frac{\frac{V F B}{V o u t} (t y p)}{\frac{V F B}{V o u t} (A V S)} = \frac{R_{t o p} / / R_{b o t}}{R_{t o p} / / R_{b o t} / / R_{e x t}} \approx \frac{R_{t o p} / / R_{b o t}}{R_{t o p} / / R_{b o t}} = 1