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ZHCSRU9A July 2024 – September 2025 TPS546C25

PRODUCTION DATA

封裝選項

機械數據 (封裝 | 引腳)

VBD|33
- MPQF763

散熱焊盤機械數據 (封裝 | 引腳)

訂購信息

6.3.1 D-CAP4 控制

該器件使用 D-CAP4 控制來實現快速負載瞬態響應，同時保持易用性。D-CAP4 控制架構包括一個內部紋波生成網絡，支持使用極低 ESR 輸出電容器，例如多層陶瓷電容器 (MLCC) 和低 ESR 聚合物電容器。使用 D-CAP4 控制架構時無需外部電流檢測、紋波注入或電壓補償網絡。內部紋波生成網絡的作用是仿真電感器電流信息的紋波分量，然后將其與電壓反饋信號相結合以調節環路運行狀態，從而允許使用超低 ESR 聚合物和多層陶瓷電容器 (MLCC)。

D-CAP4 控制架構降低了 VOUT 上的環路增益變化，從而通過一個斜坡設置在整個輸出電壓范圍內實現快速負載瞬態響應。與早期的 D-CAP2 和 D-CAP3 架構不同，D-CAP4 在每個開關周期使用固定的斜坡幅度和正向 GAIN 路徑來改善瞬態響應和脈沖頻率抖動，而誤差積分器提供高直流設定點精度。

每個開關周期的斜坡幅度

方程式 1.

\frac{V_{r a m p} \times N_{p h a s e}}{G A I N} \times (1 - \frac{V_{o u t}}{V_{i n}})

由于引腳可編程斜坡和 GAIN 選項數量有限，并且控制環路性能依賴于輸出電感，因此 TI 建議在使用引腳編程補償的設計中，應在選擇電感時考慮可用的環路選項，以及在選擇電容器時補償選項支持的最小和最大電容。

當使用通過 (D4h) COMP 編程的 PMBus 補償時，可用斜坡電壓和 GAIN 選項的范圍和分辨率通常足夠寬，以便設計可以遵循更傳統的設計流程。在該流程中，根據開關頻率和紋波電流選擇電感器，然后選擇電容器以滿足紋波和瞬態要求，最后選擇斜坡和 GAIN 以確保電感器和電容器的穩定性。但是，許多設計人員可以按照第一個補償設計流程來更輕松地縮小電感器的選擇范圍，然后在選擇電感器后選擇更優化的斜坡/GAIN 選項。

評估最大電感器值，該值可與每個補償選項一起使用，同時仍滿足應用瞬態要求。要執行此操作，請計算滿足應用瞬態要求所需的最大動態輸出阻抗。

方程式 2.

Z_{o u t (d y n a m i c)} < \frac{V_{O U T (t r a n s i e n t)}}{I_{O U T (t r a n s i e n t)}}

對于六個引腳可編程 V_ramp / GAIN 選項中的每一個，計算可與該斜坡一起使用以實現所需輸出阻抗的最大電感

方程式 3.

L_{(m a x)} = Z_{o u t (d y n a m i c)} \times \frac{V_{s e n s e} \times G A I N}{F s w \times V_{r a m p}}

使用最大電感值，針對每個可用的 V_ramp / GAIN 補償選項估算峰峰值電感器紋波電流，并選擇一個紋波電流峰峰值介于預期滿負載電流的 10% 至 40% 之間的電感器。

方程式 4.

I_{L (p k - p k)} = (V_{I N} - V_{O U T}) \times (\frac{V_{O U T}}{V_{I N} \times L \times F s w})

選擇接近最大電感且滿足動態阻抗要求的電感器，可大大減少過度設計并減少保持穩定性所需的最小電容量，而選擇更小的電感器可減少滿足大信號過沖要求所需的電容量，特別是在低輸入電壓時。

選擇了電感器后，通過排列最大電感公式，計算閉環中波段動態輸出阻抗

方程式 5.

Z_{o u t (d y n a m i c)} = \frac{L_{(m a x)} \times V_{r a m p} \times F s w}{V_{s e n s e} \times G A I N}

注：使用內部反饋分壓器時，V_sense 是 VOSNS 引腳上的輸出電壓。使用外部反饋分壓器時，V_sense 是 VSEL/FB 引腳上的基準電壓。

估算線性瞬態性能

方程式 6.

V_{O U T (T r a n s i e n t)} = Z_{O U T (D y n a m i c)} \times I_{O U T (T r a n s i e n t)}

實現穩定性的最小電容為

方程式 7.

C_{O U T (m i n)} = \frac{2}{π \times Z_{O U T (D y n a m i c)} \times F s w}

滿足大信號過沖的最小電容為

方程式 8.

C_{O U T (m i n)} = \frac{{I_{O U T (T r a n s i e n t)}}^{2} \times L}{{2 \times V}_{O U T} \times V_{O U T (T r a n s i e n t)}}

建議的最大電容使 L-C 諧振頻率不小于 ? 積分器零點頻率，可通過以下公式估算：

方程式 9.

F_{R e s} > \frac{1}{2} \times \frac{1}{2 \times π \times I N T_T I M E \times G A I N}