ZHCSX13 September 2024 TPS51388
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主控制環路是自適應導通時間脈寬調制 (PWM) 控制器，支持專有 D-CAP3 控制模式。D-CAP3 控制模式將自適應導通時間控制與內部補償電路相結合，在使用低 ESR 和陶瓷輸出電容器時，實現偽固定頻率和較少的外部元件數配置。即使輸出端幾乎沒有紋波，D-CAP3 控制模式也很穩定。TPS51388 還包含一個誤差放大器，可使輸出電壓變得非常準確。
在每個周期的開始，高側 MOSFET 將開啟。內部一次性計時器到時后，此 MOSFET 將關閉。這個一次性計時器持續時間是根據轉換器輸入電壓 VIN 按比例設置的，它與輸出電壓 VOUT 成反比，以便在輸入電壓范圍內保持偽固定頻率，因此稱為自適應導通時間控制。當反饋電壓降至基準電壓之下時，一次性計時器將復位，高側 MOSFET 將再次導通。向基準電壓添加了內部紋波生成電路來模擬輸出紋波。此操作支持使用 ESR 非常低的輸出電容器，例如多層陶瓷電容器 (MLCC)。D-CAP3 控制拓撲不需要外部電流檢測網絡或環路補償。
對于任何內部補償的控制拓撲，它可以支持一系列輸出濾波器。與 TPS51388 搭配使用的輸出濾波器是一個低通 L-C 電路。此 L-C 濾波器具有方程式 1 中計算出的雙極點頻率。
在低頻率下，整體環路增益是由外部輸出設定點電阻分壓器網絡和 TPS51388 的內部增益設定的。低頻 L-C 雙極點具有 180 度滯后相位。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。內部紋波生成網絡引入了中頻零點，可將增益滾降從每十倍頻 –40dB 降低到 –20dB，并將相位增加到零點頻率之上每十倍頻程 90°。為輸出濾波器選擇的電感器和電容器必須確保雙極位置足夠靠近中頻零點，以便由該中頻零點提供的相位提升可提供足夠的相位裕度來滿足穩定性要求。整個系統的交叉頻率通常必須低于開關頻率 (FSW) 的三分之一。