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ZHCACS9 june 2023 UCC256402 , UCC256403 , UCC256404

1.11.3 3 類補償器設計示例

考慮使用 UCC25640x EVM [3] 的功率級演示 3 類補償器 [1.12.2.3] 設計，如圖 1-27 所示。我們將 10kHz 視為環(huán)路增益的交叉頻率 (f_c)。

從圖 1-22 可以看出，開環(huán)增益 $(G_{p l a n t} (s) = \frac{V_{o u t} (s)}{F B r e p l i c a (s)})$ 在 10kHz 時接近 -25dB。
因此 $G_{c} (s)$ 交叉頻率下應為 25dB。
假設 $f_{L} ? f_{z} ? f_{c} ? f_{p 2} ? f_{p 1}$ 在 [1.12.2.3] 中， $G_{c} (s)$ 可以近似為 $G_{o} ? \frac{f_{c}}{f_{z}}$ 。對于給定的相位超前 ( $θ$ )、交叉頻率 ( $f_{c}$ )，f_z、f_p2 可使用以下公式得出 [參考文獻 9 第 9.5 章]： $f_{c} = \sqrt{f_{z} ? f_{p 2}}$ , $f_{z} = f_{c} \sqrt{\frac{1 ? \sin (θ)}{1 + \sin (θ)}}$ ： $f_{p 2} = f_{c} \sqrt{\frac{1 + \sin (θ)}{1 ? \sin (θ)}}$ 。因此， $G_{c} (s) ? G_{o} ? \frac{f_{c}}{f_{z}} = G_{o} ? \frac{\sqrt{f_{z} ? f_{p 2}}}{f_{z}} = G_{o} ? \sqrt{\frac{f_{p 2}}{f_{z}}}$ 。
對于 52^o 的相位超前，f_z 和 f_p2 應分別為 3.4kHz 和 29kHz。
由于已求出 f_z、f_p2，因此可以使用以下表達式獲取 G_o： $G_{o} ? \sqrt{\frac{f_{p 2}}{f_{z}}} = 17.78 ? G_{o} = 6.126$ (25dB=17.78)。
f_p1 是高頻極點，用于消除高頻噪聲。建議將該極點放置在靠近輸出電容器 ESR 的位置。在這里，f_p1 被選為 479kHz。
選擇 f_L 時，應確?？刂破髂軌蛟谵D換器以突發(fā)模式運行時調節(jié)輸出電壓。因此，f_L 應小于突發(fā)模式頻率。在此設計中，f_L 被視為 88Hz。
可使用以下表達式求出 Rup 和 Rlow： $\frac{V_{o} ? V_{r e f}}{R_{u p}} = I_{r e f} + \frac{V_{r e f}}{R_{l o W}}$ 其中 V_o 是輸出電壓，V_ref、I_ref 是通過并聯(lián)穩(wěn)壓器的基準引腳的基準電壓和偏置電流。要使 V_o 獨立于 I_ref，I_ref 應遠低于 $\frac{V_{o} ? V_{r e f}}{R_{u p}}$ .因此， $\frac{V_{o} ? V_{r e f}}{R_{u p}} = \frac{V_{r e f}}{R_{l o W}}$ 。在 EVM 中，考慮使用 TLVH431，其基準電壓為 1.24V。在本設計中， $\frac{V_{o} ? V_{r e f}}{R_{u p}}$ 被視為 73uA。因此，獲得的 R_up 為 147kΩ。根據(jù) $\frac{V_{o} ? V_{r e f}}{R_{u p}} = \frac{V_{r e f}}{R_{l o W}}$ ，獲得的 R_low 為 16.98kΩ。
假設 C_f 為 10pF。因此，R_v 可通過以下公式獲得 $ω_{p 1} = \frac{1}{R_{v} ? C_{f}} ? f_{p 1} = \frac{1}{2 ? π ? R_{v} ? C_{f}} ? R_{v} = \frac{1}{2 ? π ? 479 k H z ? C_{f}} ? R_{v} = 33.2 k o h m$
R_LED 可通過以下推導得出 $G_{o} = \frac{R_{f b} C T R}{R_{L E D}} (1 + \frac{R_{v}}{R_{u p}}) ? R_{L E D} = \frac{R_{f b} C T R}{G_{o}} (1 + \frac{R_{v}}{R_{u p}}) ? R_{L E D} = \frac{100 ? 10^{3} ? 0.2}{6.126} (1 + \frac{33.2 k}{147 k}) ? R_{L E D} = 4 k o h m$
C_v 可通過以下推導得出 $ω_{L} = \frac{1}{(R_{v} + R_{u p}) ? C_{v}} ? C_{v} = \frac{1}{2 ? π ? f_{L} ? (R_{v} + R_{u p})} ? C_{v} = \frac{1}{2 ? π ? 88 ? (33.2 k + 147 k)} ? C_{v} = 10 n F$
C_p、R_p 可通過以下推導得出 $ω_{z} = \frac{1}{(R_{L E D} + R_{p}) ? C_{p}}, ω_{p 2} = \frac{1}{R_{p} ? C_{p}} ? f_{z} = \frac{1}{2 ? π ? (R_{L E D} + R_{p}) ? C_{p}} {，f}_{p 2} = \frac{1}{2 ? π ? R_{p} ? C_{p}}$ $? 3.4 k H z = \frac{1}{2 ? π ? (R_{L E D} + R_{p}) ? C_{p}} ，29kHz = \frac{1}{2 ? π ? R_{p} ? C_{p}} ? C_{p} = 10 n F, R_{p} = 540 o h m$ 。
R_bias 用于偏置并聯(lián)穩(wěn)壓器。R_bias 可通過以下公式得出 $R_{b i a s} = \frac{V_{o p t o}}{I_{b i a s}} = \frac{1 V}{1 m A)} = 1 k o h m$ 。

圖 1-27 3 類補償器