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ZHCAG17 December 2025 TPS61381-Q1

2.5.1 微小信号分析

TPS61381-Q1 使用固定频率的峰值电流模式控制，集成了内部适应性斜率补偿，以避免次谐波振荡。通过感应电感器电流信息，功率级的微小信号模型从由 L 和 C_OUT 创建的双级别系统减少到由 R_OUT 和 C_OUT 创建的单极系统。单极系统可以轻松地与环路补偿结合使用。图 2-6 显示了升压转换器的等效微小信号元件。

图 2-6 TPS61381-Q1 控制等效电路模型

功率级的微小信号可通过以下方式表示：

方程式 2.

K_{P S} (s) = \frac{R_{o u t} (1 - D)}{2 R_{s e n s e}} \times \frac{(1 + \frac{s}{2 π \times f_{z E S R}}) (1 - \frac{s}{2 π \times f_{z R H P}})}{(1 + \frac{s}{2 π \times f_{p P S}})}

其中：

D 为占空比
R_out 是输出负载电阻
R_sense 是等效的内部电流感应电阻器，通常为 6mΩ

功率级的单极可通过以下方式提供：

方程式 3.

f_{p P S} = \frac{2}{2 π \times C_{o u t} \times R_{o u t}}

其中：

C_out 是输出电容。对于具有多个相同并联输出电容器的升压转换器，只需将电容器与等效电容组合在一起即可

输出电容器的 ESR 产生的零点可通过以下方式提供：

方程式 4.

f_{z E S R} = \frac{1}{2 π \times C_{o u t} \times R_{E S R}}

其中：

R_ESR 为输出电容器串联的等效电阻

右平面零点可通过以下方式提供：

方程式 5.

f_{z R H P} = \frac{R_{o u t} (1 - D)^{2}}{2 π \times L}

其中：

D 为占空比
R_out 是输出负载电阻器
L 是电感

方程式 6 展示了反馈电阻器网络和补偿网络的公式。

方程式 6.

H_{C O M P} (s) = G_{c o m p} \times R_{E A} \times \frac{R_{u p} + R_{d o w n}}{R_{d o w n}} \times \frac{(1 + \frac{s}{2 π \times f_{z C O M P}})}{(s 1 + \frac{s}{2 π \times f_{p C O M P 1}}) (1 + \frac{s}{2 π \times f_{p C O M P 2}})}

其中：

G_COMP 是误差放大器的增益，通常 G_EA = 24uS
R_EA 是误差放大器的输出阻抗，通常 R_EA = 5MΩ
ƒ_pCOMP1、ƒ_pCOMP2 是补偿极点的频率
f_zCOMP 是补偿网络零点的频率

ƒ_pCOMP1 可通过以下方式提供：

方程式 7.

f_{p C O M P 1} = \frac{1}{2 π \times R_{E A} \times C_{C O M P}}

其中：

C_COMP 是补偿电容器

ƒ_pCOMP2 可通过以下方式提供：

方程式 8.

f_{p C O M P 2} = \frac{1}{2 π \times R_{C O M P} \times C_{H F}}

其中：

C_HF 是 COMP 引脚上的高频率旁路电容器
R_COMP 是补偿网络的电阻器

ƒ_zCOMP 可通过以下方式提供：

方程式 9.

f_{z C O M P} = \frac{1}{2 π \times R_{C O M P} \times C_{C O M P}}

其中：

C_COMP 是零点电容器补偿
R_COMP 是补偿网络的电阻器