ZHCACR7 june 2023 TPS563207S

2 通過 AVS 控制讓輸出電壓低于基準電壓

降壓轉(zhuǎn)換器反饋電路上的外部元件和電壓源用于實現(xiàn) AVS。在正常運行時，輸出電壓由分壓電阻器 Rtop 和 Rbot 進行編程。通過 AVS，輸出電壓也受外部電阻器和電壓源的影響。控制電路和輸出電壓計算如圖 2-1 及方程式 1、方程式 2 和方程式 3 所示。

圖 2-1 通過 AVS 實現(xiàn)可調(diào)輸出電壓

方程式 1.

I 2 = I 3 + I 1

方程式 2.

\frac{V F B}{R_{b o t}} = \frac{V t e s t - V F B}{R_{e x t}} + \frac{V o u t - V F B}{R_{t o p}}

方程式 3.

{V o u t = R}_{t o p} \times (\frac{V F B}{R_{b o t}} - \frac{V t e s t - V F B}{R_{e x t}}) + V F B

基于前面的公式，方程式 4、方程式 5 和方程式 6 展示了 Vout 和 Vtest 之間的關系。

方程式 4.

{V o u t = R}_{t o p} \times \frac{V F B}{R_{b o t}} + V F B (i f V t e s t = V F B)

方程式 5.

{V o u t = R}_{t o p} \times (\frac{V F B}{R_{b o t}} - \frac{V t e s t - V F B}{R_{e x t}}) + V F B {< R}_{t o p} \times \frac{V F B}{R_{b o t}} + V F B (i f V t e s t > V F B)

方程式 6.

{V o u t = R}_{t o p} \times (\frac{V F B}{R_{b o t}} - \frac{V t e s t - V F B}{R_{e x t}}) + V F B {> R}_{t o p} \times \frac{V F B}{R_{b o t}} + V F B (i f V t e s t < V F B)

如果需要較低的輸出電壓，則 Vtest 電壓需要大于方程式 4、方程式 5 和方程式 6 中的基準電壓。如果 Vtest 持續(xù)上升，直到電流 I3 超過 I2，則電流 I1 通過 Rtop 改變方向。輸出電壓低于基準電壓。圖 2-2 展示了電流方向。

圖 2-2 通過 AVS 實現(xiàn)更低的輸出電壓

AVS 流程會改變 FB 電路，對功率級和內(nèi)部環(huán)路參數(shù)沒有影響。AVS 流程會將 Vfb 的功能更改為 Vout。對于較低的輸出電壓，通常不建議添加 CFF（前饋電容）。典型的 FB 電路如圖 2-3 所示。FB 電路的功能如方程式 7 所示。

圖 2-3 典型 FB 電路

方程式 7.

\frac{V F B}{V o u t} = \frac{R_{b o t}}{R_{b o t} + R_{t o p}}

圖 2-4 中展示了采用 AVS 流程的 FB 電路。進行交流分析時 Vtest 應為 0。方程式 8 中展示了采用 AVS 流程的 FB 電路的函數(shù)（基于方程式 2）。

圖 2-4 采用 AVS 的 FB 電路

方程式 8.

\frac{V F B}{V o u t} = \frac{R_{t o p} / / R_{b o t} / / R_{e x t}}{R_{t o p}}

比較 FB 轉(zhuǎn)換函數(shù)，根據(jù)[基于底部檢測紋波注入固定導通時間頻域分析的 D-CAP2TM 頻率響應模型]，AVS 流程對直流增益有一定影響。如果使用典型 FB 電路的直流增益將 FB 電路的直流增益除以 AVS，則增益變化如方程式 9 所示。如果直流增益變化過大，則會影響帶寬和相位裕度。為了使方程式 9 等于 1，根據(jù)方程式 10，AVS 電阻器 R_ext 設置為遠大于分壓電阻器。

方程式 9.

\frac{\frac{V F B}{V o u t} (t y p)}{\frac{V F B}{V o u t} (A V S)} = \frac{\frac{R_{b o t}}{R_{b o t} + R_{t o p}}}{\frac{R_{t o p} / / R_{b o t} / / R_{e x t}}{R_{t o p}}} = \frac{R_{t o p} / / R_{b o t}}{R_{t o p} / / R_{b o t} / / R_{e x t}}

方程式 10.

\frac{\frac{V F B}{V o u t} (t y p)}{\frac{V F B}{V o u t} (A V S)} = \frac{R_{t o p} / / R_{b o t}}{R_{t o p} / / R_{b o t} / / R_{e x t}} \approx \frac{R_{t o p} / / R_{b o t}}{R_{t o p} / / R_{b o t}} = 1