降壓型DCDC反饋電容作用
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摘要 : 在多數(shù)通用電源芯片手冊上，可調(diào)輸出電壓的電源都會(huì)給出反饋引腳的電阻RH，RL，Vfb這三個(gè)參數(shù)，在FB引腳和Vout之間有一個(gè)option（電容）選項(xiàng)，這個(gè)option(電容)設(shè)計(jì)手冊中也有一些說明，但大都不是很詳細(xì)，那么這個(gè)電容的作用究竟是什么
在電源電路設(shè)計(jì)中，Buck電源是常見的電源應(yīng)用，今天我們來分析一下Buck電路反饋引腳接電容的作用。
在多數(shù)通用電源芯片手冊上，可調(diào)輸出電壓的電源都會(huì)給出反饋引腳的電阻RH，RL，Vfb這三個(gè)參數(shù)，在FB引腳和Vout之間有一個(gè)option（電容）選項(xiàng)，這個(gè)option(電容)設(shè)計(jì)手冊中也有一些說明，但大都不是很詳細(xì)，那么這個(gè)電容的作用究竟是什么 ，其實(shí)它是一個(gè)反饋電源瞬態(tài)響應(yīng)的一個(gè)參數(shù)，影響著電壓轉(zhuǎn)換器的帶寬及瞬態(tài)響應(yīng)能力。如何選擇這個(gè)電容的值，需要利用工具檢測波形，對比各種電容效果，進(jìn)行改善，以便達(dá)到最優(yōu)秀的產(chǎn)品性能。
如圖1所示，是某個(gè)降壓型DCDC的應(yīng)用，以下探討的是Cf的作用和選取方法。
圖 1 電源芯片段典型應(yīng)用
一、反饋電容的影響
如圖2為簡化的輸出可調(diào)電源的應(yīng)用示意圖。
A(s)為電源系統(tǒng)的開環(huán)增益，為方便討論我們假定A(s)里已經(jīng)包含了輸出電容、負(fù)載等其他因素的影響。
上述電路在不使用反饋電容CF時(shí)的輸出電壓為
其中，β為反饋系數(shù)。其環(huán)路增益(Gs)為
可見，通過調(diào)節(jié)分壓電阻雖然可以改變輸出電壓OUT，但同時(shí)也使得G(s)的帶寬變窄。
合理地使用反饋電容可以提升電源的帶寬及響應(yīng)速度，此時(shí)環(huán)路增益為
由此可得，CF并不改變DC輸出，而是為系統(tǒng)引入了一對低頻零點(diǎn)fz和高頻極點(diǎn)fp。零點(diǎn)會(huì)使相位裕量增加，極點(diǎn)則惡化相位裕量，使零點(diǎn)與極點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離才能獲得更多的相位裕量。但CF引入的零極點(diǎn)對的距離在對數(shù)坐標(biāo)里是固定的，因?yàn)?/span>
據(jù)此可確定，反饋電容在R1/R2越大時(shí)作用越明顯，在R1=0時(shí)不產(chǎn)生作用。而在R1/R2確定的場合，需要合理地選擇反饋電容CF。
二、反饋電容的選擇
為了兼顧系統(tǒng)的帶寬和相位裕量，通過以下步驟可以得到最優(yōu)化的反饋電容容值
1. 在沒有反饋電容的情況下測得系統(tǒng)的穿越頻率fc；
2. 選擇的反饋電容引入的零點(diǎn)和極點(diǎn)，使其滿足
化簡為：
來個(gè)實(shí)例分析，如圖所示
綜上所述，合理地使用反饋電容可以明顯地改善電源的動(dòng)態(tài)特性。
反饋電容的最優(yōu)值是基于系統(tǒng)帶寬和相位裕量的最優(yōu)折中。在必要的場合，通過綜合分析實(shí)際應(yīng)用時(shí)轉(zhuǎn)換器的帶寬和裕量的要求，對最優(yōu)值的適當(dāng)增大或減小以進(jìn)一步優(yōu)化帶寬或裕量。通常情況下，我們建議盡量接近最優(yōu)值。
