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图示 8 最好的部分 这 电压-模式 控制 循环 为 一个 buck
转换器. 这 输出 电压 (v
输出
) 是 管制 至 这
涉及 电压 水平的. 这 错误 amplifier (错误 放大)
输出 (v
e/一个
) 是 对照的 和 这 振荡器 (osc)
triangular 波 至 提供 一个 脉冲波-宽度 modulated (pwm)
波 和 一个 振幅 的 v
在
在 这 阶段 node. 这
pwm 波 是 平滑的 用 这 输出 filter (l
O
和 c
O
).
这 modulator 转移 函数 是 这 小-信号 转移
函数 的 v
输出
/v
e/一个
. 这个 函数 是 dominated 用 一个 直流
增益 和 这 输出 filter (l
O
和 c
O
), 和 一个 翻倍 柱子
破裂 频率 在 F
LC
和 一个 零 在 F
等效串联电阻
. 这 直流 增益 的
这 modulator 是 simply 这 输入 电压 (v
在
) 分隔 用 这
顶峰-至-顶峰 振荡器 电压
∆
V
osc.
modulator 破裂 频率 equations
这 补偿 网络 组成 的 这 错误 amplifier
(内部的 至 这 hip6008) 和 这 阻抗 网络 z
在
和 z
FB
. 这 goal 的 这 补偿 网络 是 至
提供 一个 关闭 循环 转移 函数 和 这 最高的 0db
越过 频率 (f
0dB
) 和 足够的 阶段 余裕.
阶段 余裕 是 这 区别 在 这 关闭 循环
阶段 在 f
0dB
和 180
o
.
这 equations 在下 联系 这
补偿 网络’s 柱子, zeros 和 增益 至 这
组件 (r1, r2, r3, c1, c2, 和 c3) 在 图示 8. 使用
这些 指导原则 为 locating 这 柱子 和 zeros 的 这
补偿 网络:
1. 挑选 增益 (r2/r1) 为 desired 转换器 带宽
2. 放置 1
ST
零 在下 过滤’s 翻倍 柱子 (~75% f
LC
)
3. 放置 2
ND
零 在 过滤’s 翻倍 柱子
4. 放置 1
ST
柱子 在 这 等效串联电阻 零
5. 放置 2
ND
柱子 在 half 这 切换 频率
6. 审查 增益 相反 错误 amplifier’s 打开-循环 增益
7. 估计 阶段 余裕 - repeat 如果 需要
补偿 破裂 频率 equations
图示 9 显示 一个 asymptotic plot 的 这 直流-直流 converter’s
增益 vs. 频率. 这 真实的 modulator 增益 有 一个 高
增益 顶峰 预定的 至 这 高 q 因素 的 这 输出 filter 和 是
不 显示 在 图示 9. 使用 这 在之上 指导原则 应当
给 一个 补偿 增益 类似的 至 这 曲线 plotted. 这
打开 循环 错误 amplifier 增益 bounds 这 补偿
增益. 审查 这 补偿 增益 在 f
P2
和 这
能力 的 这 错误 amplifier. 这 关闭 循环 增益 是
构成 在 这 log-log 图表 的 图示 9 用 adding 这
modulator 增益 (在 db) 至 这 补偿 增益 (在 db).
这个 是 相等的 至 乘以 这 modulator 转移
函数 至 这 补偿 转移 函数 和 plotting
这 增益.
这 补偿 增益 使用 外部 阻抗 网络
Z
FB
和 z
在
至 提供 一个 稳固的, 高 带宽 (bw) 整体的
循环. 一个 稳固的 控制 循环 有 一个 增益 越过 和
-20db/decade 斜度 和 一个 阶段 余裕 更好 比 45
degrees.包含 worst 情况 组件 变化 当
determining 阶段 余裕.
组件 选择 指导原则
输出 电容 选择
一个 输出 电容 是 必需的 至 filter 这 输出 和 供应
这 加载 瞬时 电流. 这 filtering (所需的)东西 是 一个
函数 的 这 切换 频率 和 这 波纹 电流.
这 加载 瞬时 (所需的)东西 是 一个 函数 的 这 回转
比率 (di/dt) 和 这 巨大 的 这 瞬时 加载 电流.
这些 (所需的)东西 是 一般地 符合 和 一个 混合 的
电容 和 细致的 布局.
Modern 微处理器 生产 瞬时 加载 比率 在之上
1a/ns. 高 频率 电容 initially 供应 这
瞬时 和 慢 这 电流 加载 比率 seen 用 这 大(量)
电容. 这 大(量) filter 电容 值 是 一般地
决定 用 这 等效串联电阻 (有效的 序列 阻抗) 和
电压 比率 (所需的)东西 相当 比 真实的 电容
(所需的)东西.
高 频率 解耦 电容 应当 是 放置 作
关闭 至 这 电源 管脚 的 这 加载 作 physically 可能. 是
细致的 不 至 增加 电感 在 这 电路 板 线路 那
可以 cancel 这 usefulness 的 这些 低 电感
组件. 咨询 和 这 生产者 的 这 加载 在
specific 解耦 (所需的)东西. 为 例子, intel
推荐 那 这 高 频率 解耦 为 这
Pentium Pro 是 composed 的 在 least forty (40) 1
µ
F 陶瓷的
电容 在 这 1206 表面-挂载 包装.
F
lc =
1
2
π
L
O
C
O
••
---------------------------------------
F
等效串联电阻
=
1
2
π
等效串联电阻 C
O
•()•
--------------------------------------------
1
=
1
2
π
R2 C1
••
---------------------------------
F
P1
=
1
2
π
R2
•
C1 C2
•
c1 + c2
----------------------
•
------------------------------------------------------
2
=
1
2
π
r1 + r3
()•
C3
•
-----------------------------------------------------
F
P2
=
1
2
π
R3
•
C3
•
---------------------------------
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
F
P1
F
Z2
10M1M100K10K1K10010
打开 循环
错误 放大 增益
F
Z1
F
P2
20LOG
F
LC
F
等效串联电阻
补偿
增益 (db)
频率 (hz)
增益
20LOG
(v
在
/
∆
V
OSC
)
MODULATOR
增益
(r2/r1)
图示 9. asymptotic bode plot 的 转换器 增益
关闭 循环
增益
HIP6008
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