ZHCSO09A May 2023 – February 2024 TPS543B25
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應用
- 3 說明
- 4 引腳配置和功能
- 5 規格
- 6 詳細說明
- 7 應用和實施
- 8 器件和文檔支持
- 9 修訂歷史記錄
- 10機械、封裝和可訂購信息
7.2.1.2.13 斜坡選擇和控制環路穩定性
MODE 引腳用于在三種不同的斜坡設置之間進行選擇。理想斜坡設置取決于 VOUT、fSW、LOUT 和 COUT。首先，使用方程式 29 計算 LC 雙極點頻率。然后，計算 fSW 和 fLC 之間的比值。根據此比率和輸出電壓，使用圖 7-3 選擇建議的斜坡設置。對于 1V 輸出，比值介于約 35 和 58 之間時、介于約 58 和 86 之間時以及大于約 86 時，TI 分別建議使用 1pF 斜坡、2pF 斜坡和 4pF 斜坡。通常，使用設計可以支持的最大斜坡電容器。增加斜坡電容器可改善瞬態響應，但會降低穩定性裕度或增加導通時間抖動。
對于此設計，fLC 為 17.5kHz，比值為 57，位于 1pF 和 2pF 斜坡設置的邊界。通過工作臺評估，發現使用 2pF 斜坡時，設計可具有足夠的穩定性裕度，因此選擇此設置用于獲得出色的瞬態響應。圖 7-3 中給出的建議斜坡設置包括裕度，以考慮可能的組件容差和不同運行條件下的變化，因此可以使用如本示例所示的更高斜坡設置。
圖 7-3 推薦的斜坡設置將前饋電容器 (CFF) 與上反饋電阻器 (RFBT) 并聯使用，在控制環路中添加一個零點以提供相位提升。包括此電容器的占位符，因為它提供的零點可能需要滿足相位裕度要求。該電容器還添加了一個頻率高于零的極點。極點和零點頻率不是獨立的，因此，選擇零點位置后，極點也固定了。通過使用方程式 30 計算 CFF 的值，將零點放在 fSW 的 1/4 處。計算值為 128pF — 向下舍入為最接近的標準值 120pF。
使用交流響應的工作臺測量，將此示例設計的前饋電容器增加到 180pF 以改善瞬態響應。
可以使用更大的前饋電容器進一步改善瞬態響應，但要注意確保在所有工作條件下至少有 –9dB 的增益裕度。前饋電容器將輸出端的噪聲注入 FB 引腳。這種增加的噪聲會導致開關節點處的導通時間抖動增加。增益裕度太小會導致重復的寬脈沖和窄脈沖行為。在 PCB 布局不理想的情況下，添加一個與前饋電容器串聯的 100Ω 電阻器有助于降低噪聲對 FB 引腳的影響。該電阻器的值必須保持較小，因為較大的值會使前饋極點和零點靠得更近，從而降低前饋電容器提供的相位提升。
當使用較高的 ESR 輸出電容器（例如聚合物電容器或鉭電容器）時，必須考慮它們的 ESR 零點 (fESR)。可以使用方程式 31 計算 ESR 零點。如果 ESR 零點頻率小于 fSW 的估計帶寬的 1/10，它會影響增益裕度和相位裕度。如有必要，可使用從 FB 引腳到地的串聯 R-C 將極點添加到控制環路中。本設計中使用了所有陶瓷電容器，因此忽略了 ESR 零點的影響。
