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在恒定導(dǎo)通時(shí)間(COT)穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)中控制輸出紋波并獲得ESR非相關(guān)性(07-100)

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作者:美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司 Craig Varga 時(shí)間:2008-04-18 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

在靠近輸出電容處增加一個(gè)相當(dāng)大的陶瓷電容的確會(huì)造成潛在的問題。 這里顯示的是在靠近輸出端連接2.2μF陶瓷電容時(shí),電路會(huì)發(fā)生的情況。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/81735.htm

  開關(guān)脈沖又開始成束出現(xiàn)。 將附加的濾波電容與主輸出電容的有效并聯(lián)會(huì)產(chǎn)生問題。如果附加電容和主輸出電容的所確定的轉(zhuǎn)折頻率接近穩(wěn)壓器的開關(guān)頻率,有效值會(huì)開始降低,同時(shí)可通過控制電路“看見”紋波產(chǎn)生衰減。僅當(dāng)您可以保證具有足夠的跡線電感將附加電容與主輸出電容有效地隔離,才能確保其可以正常地工作。 當(dāng)然,很難保證措施是否適當(dāng)??赡芙鉀Q該問題的其他方案就是將電路按照?qǐng)D4進(jìn)行配置。

  在該配置下,將375mΩ的電阻R4串聯(lián)在直流輸出電流回路中。C6上的紋波將會(huì)非常小,如果需要,實(shí)際上可以通過將C6取值變大,從而將其紋波設(shè)置得任意小。其缺點(diǎn)則是由于R4串聯(lián)占用了反饋,顯著地降低了負(fù)載調(diào)節(jié)功能,并在R4上消耗了大量的功率。 當(dāng)將R4與C7相連時(shí),相對(duì)于高輸出電壓設(shè)計(jì)而言,這些不利因素的影響將會(huì)保持在合理的較小程度。 在所示的該例中,負(fù)載從零變化到1.0A,輸出電壓下降大約為400mV。 但現(xiàn)在紋波下降到略超過10mV峰峰值。 當(dāng)在負(fù)載處增加更多的濾波電容時(shí),不管其互連造成的跡線電感有多大,對(duì)該電路幾乎沒任何影響。

  人為產(chǎn)生所需要的紋波信息并將其送入控制器后混淆到所希望看到的信號(hào),這可能是一種最佳的解決方案。 這樣可以在實(shí)現(xiàn)控制任意小的輸出紋波的同時(shí),仍然保持電路正常工作。并且也不存在負(fù)載調(diào)節(jié)的劣化,也無需在電源回路中添加額外的電阻。圖5中的R4、C7、C8網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)三角波發(fā)生器,可以為FB引腳提供所需要的信息。的確可以通過將電感上的電壓以及R4和C7求積分,以及通過C8將生成的信號(hào)交流耦合至反饋引腳來實(shí)現(xiàn)。考慮該問題的一個(gè)方法就是用電感對(duì)其上的施加電壓進(jìn)行積分,產(chǎn)生一個(gè)三角電流波形。產(chǎn)生的電流流經(jīng)輸出電容的ESR,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)三角電壓波形供反饋使用。這里所示的RC電路的確實(shí)現(xiàn)了非常類似的功能。 電容C7對(duì)通過R4的電流求積分,該電流與其上施加的電壓成正比。 它與出現(xiàn)在電感上的電壓相同。只要連接了反饋電路,這就是之前完全相同的情況。上一個(gè)電路中的ESR電阻已被去除,所以電路中僅有的ESR由22μF陶瓷電容產(chǎn)生。從而將總體ESR保持在10mΩ左右的范圍內(nèi)。

  現(xiàn)在紋波電壓大約為15mV峰峰值。同時(shí)也應(yīng)注意到測(cè)量到的尖峰電平同之前測(cè)量的結(jié)果相比會(huì)稍微降低些。這僅僅是由于我們已經(jīng)移動(dòng)了開關(guān)結(jié)點(diǎn)測(cè)量。連接至一個(gè)噪音信號(hào)源的附加示波器探針會(huì)產(chǎn)生能量輻射,繼而會(huì)被紋波測(cè)量的探針?biāo)叭?。若要?duì)紋波進(jìn)行非常精確的測(cè)量時(shí),一個(gè)很好的方法就是使用一個(gè)單獨(dú)的探針。在15V至50V的輸入電壓范圍內(nèi)對(duì)線路的輸入穩(wěn)壓進(jìn)行測(cè)量,得到大約為20mV。 該設(shè)計(jì)完全不受附加的大輸出電容的影響。它要求ESR值為零并總是能保持良好的特性。如果環(huán)境嘈雜或者布局欠優(yōu)化,您僅需減少積分器的時(shí)間常數(shù),并產(chǎn)生更多的信號(hào)。注意到這將會(huì)造成標(biāo)稱輸出電壓值上的輕微變化,這是由于進(jìn)行調(diào)節(jié)的是紋波三角的底部電平而非平均值。如果需要的話,可以稍許調(diào)整反饋分壓器比值以進(jìn)行補(bǔ)償。



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