固定導通時間 (COT) 控制拓撲的常見缺點是切換頻率變化，以及無法與外部時鐘同步。TI 的固定頻率直接控制可無縫轉換為省電模式 (固定頻率 DCS-Control) 拓撲，以流行的 COT DCS-Control 拓撲為基礎，具有快速瞬態回應，並新增了一個振盪器，可搭配選用時脈同步實現固定頻率操作。此組合可讓應用同時需要快速瞬態回應，並具有特定雜訊或頻率需求。

如差動遠端感測、外部控制迴路補償與可堆疊性等其他功能，可支援在對雜訊敏感的應用中常見高電流處理器的嚴苛瞬態要求，其中包括車用資訊娛樂系統和先進駕駛輔助系統 (ADAS)、通訊設備光學模組、工業測試與測量、醫療，以及航太與國防。本文概述固定頻率 DCS-Control 拓撲技術，討論其絕佳的瞬態回應、穩定且可同步化的切換頻率、低漣波省電模式，以及高電流的可堆疊性。

圖 1 顯示了 DCS-Control 拓撲 [1] 的基本原理圖。輸出電壓感測 (VOS) 與回饋 (FB) 接腳皆提供控制迴路的輸入，以進行適當調節。VOS 接腳可直接將輸出電壓饋入斜率，然後進入比較器，讓其立即影響操作點，以提供拓撲的快速瞬態回應。FB 接腳是一種提供高度準確 DC 設定點調節的低頻寬路徑。在 DCS-Control 中結合後，VOS 接腳的 AC 路徑與 FB 接腳的 DC 路徑可提供準確的輸出電壓，快速回應負載瞬變態。

DCS-Control 等 COT 拓撲可利用計時器設定開啟時間。計時器透過輸入與輸出電壓調整此開啟時間，可在脈衝寬度調變 (PWM) 模式下，針對多數工作週期，提供合理穩定的頻率運作。 方程式 1 展示一個範例，其中 416ns 是 2.4MHz 切換頻率期間：

但切換頻率的準確度並不足以滿足需在特定頻帶內外運作的應用需求。這些應用通常需要以振盪器設定切換頻率，例如電壓或電流模式控制，在部分情況下也需具備與系統時鐘訊號同步化的能力。參考 [2] 提供 DCS-Control 頻率變化的更多範例。

圖 2 展示固定頻率 DCS-Control 拓撲的基本原理圖，如 15A TPS62873 降壓轉換器中的實作。附添加振盪器可以直接設定切換頻率 (f_SW)，方法與電壓或電流模式控制相同。將振盪器輸入至控制迴路後，也可將切換頻率與套用的時鐘訊號同步化。

固定頻率 DCS-Control 通常用於高電流裝置，採用差分遠端感測。該裝置會調節 VOSNS 和 GOSSNS 針腳之間的電壓，這些針腳佈線穿過印刷電路板 (PCB) 直接在負載下感測輸出電壓。負載時的感測會克服並補償 PCB 平面與軌跡的 DC 電壓下降，也會補償裝置與負載間的電感延遲。這兩項特性對於在負載範圍內及負載暫態期間維持非常嚴格的規範非常重要。

差動分遙感訊號饋入轉導放大器 (g_m) 後，會將它們的差異與輸出電壓設定值進行比較。(爲簡單起見，圖 2 將此設定點顯示爲與 GOSTS 訊信號串聯的電壓源。)COMP 接腳提供此放大器的輸出，並透過 Type II (單極，一個零點) 網路接地進行補償。

這種外部補償可讓您將控制迴路最佳化至任何系統需求，從具強大負載暫態與大輸出電容的系統，到具有極少輸出電容與小尺寸的小或無負載瞬變的系統。與 DCS-Control 不同，快速回授路徑會經由此放大器，不會立即連接至比較器，因此可藉補償元件選擇增加 (或減少) 增益。若需要更強大的瞬態回應，可增加增益，並增加更多輸出電容。若應用中沒有強大瞬變，可減少增益並使用最少輸出電容，以實現最小尺寸。

根據應用需求調整瞬態回應的能力，可以在更嚴苛的瞬態下實現更嚴格的調節，這與以前的 DCS-Control 拓撲技術相比，又能達到嚴苛的處理器核心要求，例如 TI 的 Jacinto™ J7 和 MobileEyeQ6 [3‌-4]。 圖 3 展示三個可提供 46A 負載瞬變的 TPS62876-Q1 壓轉換器堆疊，同時可維持 0.875V 設定點 ±2% 以內的輸出電壓。

磁滯比較器會比較 COMP 接腳輸出與由 τ_aux 元件建立的電感器電流複本，並增加斜率補償以防止次諧波振盪。比較器的輸出會驅動設定重設 (SR) 鎖存電路，以及控制閘極驅動器和裝置運作的時鐘。振盪器控制切換，以精準地在切換頻率下發生。

設定重設鎖存器是為控制區塊詳細操作的簡化表示法，實作是為維持 DCS-Control 的快速，磁滯特性，進而能立即回應負載瞬變。例如，在負載突降瞬變 (輸出電壓上升時) 期間，磁滯比較器的輸出在時鐘訊號之上擁有優先權。轉換器會視需要延長高壓側 MOSFET 的關閉時間，以將輸出電壓調至最低過衝。與典型峰值電流模式控制相比，此作為可從本質上改善，在每時脈週期切換，持續為輸出增加能源，即使過高也一樣。減少輸出電壓過衝後，轉換器可將輸出電容大幅降低，這是對電源供應器成本與尺寸的最大影響。