ZHCT457 February   2024 TPS62873 , TPS62876-Q1 , TPSM8287A12 , TPSM8287A15

 

  1.   1
  2. 1引言
  3. 2DCS-Control 拓扑概览
  4. 3固定频率 DCS-Control 拓扑概览
  5. 4开关频率变化
  6. 5低纹波省电模式
  7. 6通过堆叠（并联）获得更大（或更小）的负载电流
  8. 7结语
  9. 8参考文献

4 开关频率变化

除了保持快速瞬态响应（可通过 COMP 引脚上的外部补偿进一步改善和调整）外，固定频率 DCS-Control 还可提供具有严格容差规范的固定开关频率。由于开关频率是通过振荡器直接设置，而不是通过导通计时器间接控制，因此器件专用数据表中对频率容差进行了规定。 表 1 和表 2 将使用固定频率 DCS-Control 拓扑的 TPS62876-Q1 的开关频率规格与 DCS-Control TPS62869 降压转换器的典型频率规格进行了比较。

表 1 使用固定频率 DCS-Control 拓扑的 TPS62876-Q1 规定，在整个温度和输入电压范围内，其四个开关频率选项的容差为 ±10%。
参数 测试条件： 最小值 典型值 最大值 单位
fSW 开关频率 fSW = 1.5MHz，PWM 运行 1.35 1.5 1.65 MHz
fSW = 2.25MHz，PWM 运行 2.025 2.25 2.475
fSW = 2.5MHz，PWM 运行 2.25 2.5 2.75
fSW = 3MHz，PWM 运行 2.7 3 3.3
表 2 使用 DCS-Control 的 TPS62869 只规定了典型开关频率。
参数 测试条件： 最小值 典型值 最大值 单位
fSW PWM 开关频率 IOUT = 1A，VOUT = 0.9V 2.4 MHz

图 4 和图 5 比较了应用中开关频率的实际变化与负载电流间的关系。这两款器件都支持省电模式，在负载电流较低时（两幅图的左侧）频率降低。在 PWM 模式下运行（电流较大）时，固定频率 DCS-Control 的开关频率得到精确控制，而 DCS-Control 的开关频率则会随着负载的增加而略有提高。在强制 PWM 模式下（未显示），固定频率 DCS-Control 可在空载时保持恒定频率。

GUID-20240129-SS0I-BZHK-MHM2-WRPFX29HZLLJ-low.svg图 4 采用 DCS-Control 的 TPS62869 的开关频率变化。
GUID-20240129-SS0I-ZB7G-Z1GX-DDFRFQSH7K5M-low.svg图 5 采用固定频率 DCS-Control 的 TPSM8287A12 电源模块的开关频率变化。

除省电模式外，还有两种情况开关频率也会偏离振荡器设定的频率：强瞬态负载期间和达到最短导通时间时。在施加大负载时，高侧 MOSFET 的导通时间可能长于整个开关周期；在移除大负载时，高侧 MOSFET 的关断时间可能长于整个开关周期。这两种情况都会导致由于导通或关断时间过长而缺失一个或多个脉冲。

如果达到高侧 MOSFET 的最短导通时间，固定频率 DCS-Control 和 DCS-Control 都会降低开关频率，以满足最短导通时间并维持输出电压调节。这些器件的性能相比某些电流模式器件有所改进，因为电流模式器件会保持频率不变，并升高输出电压，以满足所需的最短导通时间。虽然固定频率 DCS-Control 和 DCS-Control 都以相同的方式降低开关频率 [2]，但固定频率 DCS-Control 达到最短导通时间并降低频率的工作条件较少，因为其最短导通时间更短。例如，TPS62876-Q1 规定其在 5V 输入电压和工作温度范围内的最短导通时间的最大值为 44ns。如此低的最短导通时间值使得汽车、航空航天和国防等领域的低输出电压应用能够在整个系统有时需要的较高频率区域工作。