ZHCSX13 September 2024 TPS51388
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主控制環(huán)路是自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間脈寬調(diào)制 (PWM) 控制器，支持專有 D-CAP3 控制模式。D-CAP3 控制模式將自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制與內(nèi)部補(bǔ)償電路相結(jié)合，在使用低 ESR 和陶瓷輸出電容器時(shí)，實(shí)現(xiàn)偽固定頻率和較少的外部元件數(shù)配置。即使輸出端幾乎沒(méi)有紋波，D-CAP3 控制模式也很穩(wěn)定。TPS51388 還包含一個(gè)誤差放大器，可使輸出電壓變得非常準(zhǔn)確。
在每個(gè)周期的開(kāi)始，高側(cè) MOSFET 將開(kāi)啟。內(nèi)部一次性計(jì)時(shí)器到時(shí)后，此 MOSFET 將關(guān)閉。這個(gè)一次性計(jì)時(shí)器持續(xù)時(shí)間是根據(jù)轉(zhuǎn)換器輸入電壓 VIN 按比例設(shè)置的，它與輸出電壓 VOUT 成反比，以便在輸入電壓范圍內(nèi)保持偽固定頻率，因此稱為自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制。當(dāng)反饋電壓降至基準(zhǔn)電壓之下時(shí)，一次性計(jì)時(shí)器將復(fù)位，高側(cè) MOSFET 將再次導(dǎo)通。向基準(zhǔn)電壓添加了內(nèi)部紋波生成電路來(lái)模擬輸出紋波。此操作支持使用 ESR 非常低的輸出電容器，例如多層陶瓷電容器 (MLCC)。D-CAP3 控制拓?fù)洳恍枰獠侩娏鳈z測(cè)網(wǎng)絡(luò)或環(huán)路補(bǔ)償。
對(duì)于任何內(nèi)部補(bǔ)償?shù)目刂仆負(fù)?，它可以支持一系列輸出濾波器。與 TPS51388 搭配使用的輸出濾波器是一個(gè)低通 L-C 電路。此 L-C 濾波器具有方程式 1 中計(jì)算出的雙極點(diǎn)頻率。
在低頻率下，整體環(huán)路增益是由外部輸出設(shè)定點(diǎn)電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)和 TPS51388 的內(nèi)部增益設(shè)定的。低頻 L-C 雙極點(diǎn)具有 180 度滯后相位。在輸出濾波器頻率下，增益以每十倍頻程 –40dB 的速率滾降，且相位快速下降。內(nèi)部紋波生成網(wǎng)絡(luò)引入了中頻零點(diǎn)，可將增益滾降從每十倍頻 –40dB 降低到 –20dB，并將相位增加到零點(diǎn)頻率之上每十倍頻程 90°。為輸出濾波器選擇的電感器和電容器必須確保雙極位置足夠靠近中頻零點(diǎn)，以便由該中頻零點(diǎn)提供的相位提升可提供足夠的相位裕度來(lái)滿足穩(wěn)定性要求。整個(gè)系統(tǒng)的交叉頻率通常必須低于開(kāi)關(guān)頻率 (FSW) 的三分之一。