Tps40140如何利用switcherpro或tina9仿真获得补偿电路参数的问题

我的设计中将用2片TPS40140设计为12V输入，3相1.1V/60A输出（剩余一相有其他用处），NMOS选用csd87350q5d，电感采用1uH/DCR=1.8mΩ(每相1个，总计3个)，电容采用680uF/ESR=10mΩ（每相2个，总计6个），其他参数可修改或可由软件仿真得到，我尝试了2种方法，但均有不同的问题：

第1种：我使用switcherpro仿真，发现软件只能实现单个芯片双路双输出或双相单输出，无法实现我设计的仿真。如果我选择双路双输出的其中一个输出，设置其输出为1.1V/20A，锁定电感值0.33uH/DCR=0.6 mΩ(即原3个电感并联)，锁定电容值为6个680uF/ESR=10mΩ，请问此时获得的补偿电路参数是否也可以满足3相1.1V/60A输出的要求。

第2种：我使用tina9和pspice A/D仿真slim051.tsc（TI官网提供的TPS40140瞬态模型电路），并希望在此电路上修改成我需要的设计。在原图上使用tina9和pspice A/D做瞬态仿真均没有问题，但在做AC扫描的时候，幅频和相频曲线很明显就不对。因此我对原图进行了3个地方的修改：TEMPIN引脚接地，VIN由原来的分段线性电压发生器改为12V电压源，增加1个1V/50Hz的电压发生器（此电压发生器的位置，我放置过多个地方，如VSNS、DIFFO、COMP、FB1处，放置的方式既有通过电容耦合进去，也有直接串入电路的方式，另外还调整过电压发生器的电压为0.1VAC），修改后仿真仍然无法获得准确的结果。附图红色圈注为我的修改之一，请问是不是我修改的不对，应该如何修改呢？

谢谢！

Hi,

瞬态模型没有办法做环路分析的。按照你上面图的修改，得到的只是LC滤波特性曲线。有些产品是有Average model的，这样的就可以做环路分析。

谢谢Luke，但TI官网好像并未提供TPS40140的Average model，还有别的办法满足我的要求吗？我查到TI官网为TPS40322等器件提供了一个EXCEL表做幅频相频分析，也有这样的工具给TPS40140做分析吗。因为我们一块板上用TPS40140较多，所以更换成TPS40322也不太现实。

Henry，

理论上说DCP2控制和峰值电流控制模型是相似的，都是一阶模型，电感电流相当于受控电流源（非变量），其模型主要是和输出电容及负载相关。所以只要输出电容一致，那么不管几相工作，其模型都应该是相近的。

但是实际IC中要考虑到一些比如注入斜坡减噪，均流，Interleave 相与相是否均匀的问题，模型会有一点差异。

建议先按switcherpro的设计进行补偿。

Luke,

我原来的分析是这样的：选定TPS40140后，那其传递函数已确定，与几相或输出电流大小无关；选定滤波电感（含DCR值）和电容（含ESR值）后，滤波电路传递函数就确定了，但电感值（含DCR值）我认为是与相数有关系的，相当于多相电感并联；上述两个传递函数确定后，即可选择适当的补偿电路参数，增加零极点使电路幅频相频满足稳定性要求。假定多相电路内每相的输出电路完全一致，则单相与多相的区别在于电感值（含DCR值）变化了，补偿电路参数也相应变化。我的实际电路是3相输出完全一致，每相LC滤波电路是1uH(DCR=1.8m欧)+2x680uF(ESR=10m欧)，我第1种方法用switcherpro做仿真时，选择的是单相（dual output方式其中的一路），但LC参数选择的是3相电感电容并联后的等效值，即 0.33uH(DCR=0.6m欧)+6x680uF(ESR=10m欧)，我认为这种条件下仿真获得的补偿电路参数即可满足我实际3相电路的要求。

从您的第二条回复来看，不管是单相还是多相，只与输出电容参数相关，未提及电感值及电感DCR值。我用switcherpro又试验了一次，锁定补偿电路阻容值，锁定输出电容，然后调整滤波电感及其DCR值后，发现幅频相频曲线变化还是有些大，因此应该还是与电感有关系的。

你所建议的使用switcherpro设计进行补偿与我用的第1种方式是一致的吗？

谢谢

henry，

改变DCR相当于改变了电流采样系数，对传函的Gain肯定是有影响，但是Interleave的采样系数还是按每路DCR算的，并非3路并联。所以可以按1路，1uH/1.8mohm电感，2x680uF电容的条件下仿真得到补偿参数。

按照你的设计方法，仿真了两路输出（每路都是1.1V/20A）。把两个电感改为相异的参数（L1=0.47uH/1.7mohm, L2=1.3uH/1.7mohm，补偿参数和输出电容均一致）。

以下是两路的伯德图比较，差异不是很大，你所说的差异大是在什么参数条件下仿真出来的呢？

下面仿真是2路单独输出（2x10A）输出和2路交错并联输出（20A）的比较。所有滤波电感电容，补偿电路都一致，幅频曲线比较吻合，相频曲线的数据有点不正常，但从幅频曲线看交错并联后的伯德图和之前变化不大的，所以按照一路去设计补偿就可以。

Sorry，图1中的红色曲线的标签应该是1.3uH/1.7mohm

Luke,

第一个问题：

两路输出（每路都是1.1V/20A）仿真，把两个电感改为相异的参数（L1=0.47uH/1.7mohm, L2=1.3uH/1.7mohm，补偿参数和输出电容均一致）。两路的伯德图比较，差异不是很大。 这个问题是我改变电感后，DCR值也改变了，因此两个伯德图差异较大，我把DCR值改为一样后，得出的结果和你给出的是一致的。

第二个问题：

我按照你的方式，也进行了两次仿真：2路单独输出（2x22A），2路并联输出（44A），并保证了所有滤波电感电容，补偿电路都一致。但在2路并联输出时，出现了Gain Margin的警告。附件是我两次仿真的报告，帮忙看看问题出在哪？

谢谢

Luke,

补充一点：2路并联输出，我把原来输出4个680uF电容数量改为两个，此时Gain Margin和Phase Margin均出现警告。报告见附件