用于固定开启时间稳压器的低ESR稳定技术
时间:01-10
来源:电子工程专辑
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迟滞控制是最简单的稳压控制方法之一。这种控制方法非常简单,只需在输出电压低于参考电压时接通开关,在输出电压上升到稍高于参考电压时断开开关。因此输出纹波受到迟滞水平的直接影响。有些东西简单到难以想象,但并不总是越简单越好。随着输入电压的变化,开关频率往往也会有很大的变化。这是基于迟滞原理的稳压设计的最大缺点之一。
为了改善这一状况,业界开发出了固定开启时间的控制技术,这种技术只需增加一点点复杂性,即能提供明显改善的频率控制性能。这种技术需要在控制电路的信号路径上增加一个简单的单触发定时器。单触发定时器的周期可以进行编程,它是输入电压的反函数。只需通过连接到Vin的单个电阻就能实现编程。不过在这种设计中迟滞控制电路仍然需要保留,因此在反馈引脚上仍需要一定的纹波电压。很可惜,在某些情况下这一纹波分量可能超过所需。
陶瓷输出电容会使纹波的相位偏离电感电流90°,因此不能提供正确控制主开关所需的时序关系。图1中所示的电路可以解决这些问题,并且在某个例子中实现了完全与ESR无关,而电路复杂度只是稍许增加,输出纹波则有明显下降。
为了改善这一状况,业界开发出了固定开启时间的控制技术,这种技术只需增加一点点复杂性,即能提供明显改善的频率控制性能。这种技术需要在控制电路的信号路径上增加一个简单的单触发定时器。单触发定时器的周期可以进行编程,它是输入电压的反函数。只需通过连接到Vin的单个电阻就能实现编程。不过在这种设计中迟滞控制电路仍然需要保留,因此在反馈引脚上仍需要一定的纹波电压。很可惜,在某些情况下这一纹波分量可能超过所需。
陶瓷输出电容会使纹波的相位偏离电感电流90°,因此不能提供正确控制主开关所需的时序关系。图1中所示的电路可以解决这些问题,并且在某个例子中实现了完全与ESR无关,而电路复杂度只是稍许增加,输出纹波则有明显下降。
图1:COT稳压器框图和典型应用电路 这些电路被配置为输入电压范围为15V到75V,输出10V标称电压时电流为1.25A。大多数测试是在输入电压为30V时完成的。 COT稳压器框图和典型应用电路如图1所示。 只要输出电容C2具有足够的ESR使其在开关频率点呈现阻性,这个电路都将正常工作。控制电路将输出的三角波纹波的底部稳定在标称的2.5V。只要Vout低于这一电平,取决于输入电压的开启时间就会被初始化,迫使输出电压稍微抬高一点。这一过程不断地重复进行。因此开关频率和输出纹波受设置的开启时间所控制。如果输出电容值非常大,就会有很少量的信号包含在输出纹波中,造成反馈信号的信噪比非常低,电路就会对噪声非常敏感。如果使用非常低ESR的电容,也会产生同样的问题,原因是信号幅度低,并且需要的信息被相移了90°。 图2是一个22uF陶瓷输出电容串联一个1.5Ω电阻的情况。
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