ZHCSTB8 December 2024 TPS546B26
PRODUCTION DATA
器件的內(nèi)部補(bǔ)償涵蓋各種應(yīng)用。有些設(shè)置會自動調(diào)整，例如誤差放大器的零點頻率，這通過頻率選擇進(jìn)行調(diào)整。其他設(shè)置取決于 MSEL2 的引腳配置選擇或通過 PMBus 進(jìn)行設(shè)置。
FB_ZERO_TAU 是誤差放大器零點設(shè)置的設(shè)置：
RAMP 會設(shè)置內(nèi)部環(huán)路 RAMP 幅度。有關(guān)通過引腳配置和 PMBus 提供的 RAMP 設(shè)置的完整說明，請參閱對 MSEL2 進(jìn)行編程 和 COMP。從 120mV 設(shè)置開始。這種選擇必須在抖動和瞬態(tài)響應(yīng)之間進(jìn)行權(quán)衡。較大的 RAMP 可以改善抖動，但會降低相位裕度，從而需要前饋電容器（通過上限電壓設(shè)置分壓電阻器）。
使用內(nèi)部分壓器設(shè)置輸出電壓時，使用 GAIN 來確保反饋環(huán)路具有足夠的環(huán)路增益，以提供穩(wěn)定性和良好的負(fù)載瞬態(tài)性能。根據(jù) VOUT_SCALE_LOOP 參數(shù)設(shè)置選擇 GAIN 設(shè)置。
| 增益 | VOSL |
|---|---|
| 3 | 0.125 |
| 10 | 0.25 |
| 15 | 0.5 |
| 30 | 1 |
對于具有外部電壓設(shè)置電阻器的轉(zhuǎn)換器，從上面 C 中的 GAIN 設(shè)置開始，然后除以電壓設(shè)置電阻器比率。
該器件使用 D-CAP4 控制來實現(xiàn)快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，同時保持易用性。D-CAP4 控制架構(gòu)包括一個內(nèi)部紋波生成網(wǎng)絡(luò)，支持使用極低 ESR 輸出電容器，例如多層陶瓷電容器 (MLCC) 和低 ESR 聚合物電容器。使用 D-CAP4 控制架構(gòu)時無需外部電流檢測網(wǎng)絡(luò)或電壓補(bǔ)償器。
內(nèi)部紋波生成網(wǎng)絡(luò)的作用是仿真電感器電流信息的紋波分量，然后將其與電壓反饋信號相結(jié)合以調(diào)節(jié)環(huán)路運行。D-CAP4 控制架構(gòu)降低了 VOUT 上的環(huán)路增益變化，從而通過一個斜坡設(shè)置在整個輸出電壓范圍內(nèi)實現(xiàn)快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。與其他基于 R-C 的內(nèi)部斜坡生成架構(gòu)類似，內(nèi)部斜坡電路的 R-C 時間常數(shù)設(shè)置斜坡的零點頻率。環(huán)路增益變化減小還降低了對前饋電容器的需求，從而優(yōu)化瞬態(tài)響應(yīng)。斜坡幅度隨 VIN 而變化，以更大限度地減小輸入電壓范圍內(nèi)的環(huán)路增益變化（通常稱為輸入電壓前饋）。
該器件利用內(nèi)部電路來校正由注入的斜坡引起的直流偏移量，并顯著降低由輸出紋波電壓引起的直流偏移量，尤其是在輕負(fù)載電流條件下。對于任何不支持外部補(bǔ)償?shù)目刂仆負(fù)?，輸出濾波器的最小值范圍和/或最大值范圍適用。用于典型降壓轉(zhuǎn)換器的輸出濾波器是低通 L-C 電路。此 L-C 濾波器具有雙極點。在低頻率下，整體環(huán)路增益是由輸出設(shè)定點電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)和器件的內(nèi)部增益設(shè)定的。低頻 L-C 雙極點具有 180 度同相壓降。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)引入了高頻零點，可將增益滾降從每十倍頻 –40dB 降低到 –20dB，并在零點頻率以上每十倍頻程將相位增加 90 度。
為輸出濾波器選擇的電感器和電容器必須確保雙極點不高于穩(wěn)定狀態(tài)工作頻率的 1/30。
必須同時考慮補(bǔ)償和輸出濾波器。選擇非常小的輸出電容會產(chǎn)生高頻的 L-C 雙極點，從而導(dǎo)致整個環(huán)路增益保持高電平，直至達(dá)到 L-C 雙倍頻率。由于內(nèi)部紋波生成網(wǎng)絡(luò)的零點頻率也相對較高，因此輸出電容非常小的環(huán)路可能具有過高的交叉頻率，而這可能導(dǎo)致不穩(wěn)定。
通常，在需要合理（或更小）輸出電容的情況下，可以使用輸出紋波要求和負(fù)載瞬態(tài)要求來確定穩(wěn)定運行所需的輸出電容。為滿足最大輸出電容建議，在選擇電感值和電容值時，需確保 L-C 雙極點頻率不小于工作頻率的 1/100。以此為起點，使用以下標(biāo)準(zhǔn)驗證電路板上的小信號響應(yīng)：環(huán)路交叉點的相位裕度大于 50 度。只要相位裕度大于 50 度，實際最大輸出電容便可增大。但是，必須進(jìn)行小信號測量（波特圖）來確認(rèn)設(shè)計。
如果使用 MLCC，請考慮降額特性來確定設(shè)計的最終輸出電容。例如，當(dāng)使用規(guī)格為 10μF、X5R 和 6.3V 的 MLCC 時，直流偏置和交流偏置的降額分別為 80% 和 50%。實際降額是這兩個系數(shù)（在本例中為 40% 和 4μF）的乘積。如需了解要在應(yīng)用中使用的電容器的具體特性，請咨詢電容器制造商。
對于 L-C 雙極點接近工作頻率 1/100 的較大輸出濾波器，可能需要額外的相位提升。與 RFB_HS 并聯(lián)的前饋電容器可以提升相位。請參閱采用前饋電容器優(yōu)化內(nèi)部補(bǔ)償直流/直流轉(zhuǎn)換器的瞬態(tài)響應(yīng) 應(yīng)用報告以了解詳細(xì)信息。除了提升相位外，前饋電容器通過交流耦合將更多的 VOUT 節(jié)點信息饋入 FB 節(jié)點。負(fù)載瞬態(tài)事件期間的這種前饋使控制環(huán)路能夠更快地響應(yīng) VOUT 偏差。但是，穩(wěn)態(tài)運行期間的這種前饋也會將更多的 VOUT 紋波和噪聲饋入 FB。FB 上的高紋波和噪聲通常會導(dǎo)致更多抖動，甚至雙脈沖行為。在確定最終的前饋電容值時，必須考慮對相位裕度、負(fù)載瞬態(tài)性能和紋波以及 FB 噪聲的影響。