【導讀】具有內(nèi)部補償?shù)母呒夒娏髂J剑ˋCM)是一款新型控制拓撲,可以支持真定頻調(diào)制并與內(nèi)部補償同步。從根本上來說,該產(chǎn)品類似于仿真峰值電流模式(PCM)控制,可以維護一系列輸入電壓和輸出電壓的穩(wěn)定性,形成快速的瞬態(tài)響應。
ACM的不同之處在于,它是一款漸變型、峰值電流模式控制方案,無需外部補償,即可在內(nèi)部形成斜坡獲得真定頻。ACM對功率級變量(電感器和電容器)還具有良好的抗干擾性能,但在這里,我將更詳細地介紹一下ACM的優(yōu)點。
為何選擇內(nèi)部補償式ACM?
有的控制拓撲無需外部補償網(wǎng)絡,即可支持真定頻或偽定頻。然而,使用中也存在一些缺點。
現(xiàn)存的大多數(shù)真定頻/無外部補償?shù)霓D(zhuǎn)換器采用傳統(tǒng)的峰值電流模式,將補償組件從電路封裝的外部轉(zhuǎn)移到電路內(nèi)部,同時配備了經(jīng)過設計及優(yōu)化的內(nèi)部補償器以滿足各種應用。正因為內(nèi)部補償需要覆蓋各種穩(wěn)壓范圍,如果要實現(xiàn)快速的瞬態(tài)響應,內(nèi)部回路和斜坡補償則很難得到優(yōu)化。環(huán)路帶寬也必須有所限制以滿足的大范圍的實際應用。通常而言,您將會看到一個非常緩慢的瞬態(tài)響應,尤其在大負載電流發(fā)生階躍變化時。
除此之外,還有配備恒定導通時間調(diào)制器的控制拓撲。正如TI的D-CAP™/D-CAP3™控制模式一樣,這樣的控制拓撲無需外部補償即可維護偽定頻。對某些VIN和VOUT而言,導通時間是恒定的,且在負載瞬態(tài)期間,開關(guān)頻率有變化,從而可實現(xiàn)良好的瞬態(tài)性能。但是,這樣的頻率變化還會造成電磁干擾問題,特別對電磁干擾敏感的電信應用影響很大。具有內(nèi)部補償?shù)腁CM解決了固定頻率和恒定導通時間控制所帶來的問題。
如下圖1所示的簡化版ACM降壓結(jié)構(gòu),無需外部補償網(wǎng)絡,就能提供從輸出級至內(nèi)部集成器的反饋電壓信息。
圖1.簡化版ACM降壓結(jié)構(gòu)
簡單的控制結(jié)構(gòu)所具備的優(yōu)勢:
1.輸出電壓反饋回路性能良好,操作簡便。無需補償網(wǎng)絡,僅需RS1和RS2作為電阻分壓器就可以感應Vout,并且被感應的Vout信息將通過VFB發(fā)送回控制回路。
2.因為PID(比例-積分-微分)或PI(比例-積分)補償不借助外部元件,設計師可以不用采納復雜的補償設計,使其用起來更方便。
3.取消使用外部補償元件還可以節(jié)省元件數(shù)量和寶貴的印制電路板空間。
內(nèi)部補償式ACM控制概視圖
整體的ACM控制回路框圖如下圖2所示。ACM包含電壓回路、斜坡回路、比較器、電流反饋和脈沖寬度調(diào)制(PWM)邏輯。
圖2.ACM控制的內(nèi)部構(gòu)件
各構(gòu)件功能:
1.電壓回路感應并處理VFB的錯誤信號。
2.斜坡回路根據(jù)VIN和PWM信號生成斜坡電壓。經(jīng)優(yōu)化的斜坡補償值僅為下降斜率斜坡電壓的一半。
3.回路比較器可以產(chǎn)生輸入信號,并且在正端輸入總值等于負端輸入總值時終止PWM循環(huán)。
4.電流反饋也利用直流電信息優(yōu)化回路的Q因子。
5.PWM邏輯根據(jù)時鐘和回路比較器的輸出生成PWM信號。
傳統(tǒng)PCM和內(nèi)部補償ACM的比較
表1.傳統(tǒng)峰值電流模式和內(nèi)部補償式ACM的比較
結(jié)論
具有內(nèi)部補償?shù)腁CM控制是一款漸變型、峰值電流模式控制方案,無需外部補償,即可在內(nèi)部形成斜坡獲得真定頻。通過獨立優(yōu)化電壓回路和斜坡回路的直流及交流部分,ACM可以提供比傳統(tǒng)峰值電流模式更佳的瞬態(tài)響應。這種控制模式可以為無需外部補償?shù)目深A見頻率的應用提供優(yōu)化的解決方案。