4 瞬態響應

在某些高端應用中，負載瞬態要求非常嚴格。D-CAP3 瞬態響應非常快，并且輸出瞬態通常很小。可能影響負載瞬態的關鍵因素?有兩個。一個因素是負載階躍大小和瞬態壓擺率。另一個因素是輸出電容器/電感器和開關頻率。輸出 LC 應設計為滿足瞬態要求。圖 4-1 展示了 D-CAP3 拓撲在發生負載瞬態事件時如何工作[4]?。

負載升壓期間：基于 D-CAP3 的轉換器會通過以下方式做出響應：減少關斷時間響應，直到達到最短關斷時間，同時保持恒定的導通時間，如圖 4-1 所示。由于沒有誤差放大器，電感器趕上負載階躍所需的時間相對較短。輸出下沖主要受環路響應時間、輸出電感、電容和最短關斷時間的影響。

負載降壓期間：當輸出電壓大于基準電壓時，轉換器停止開關。由于導通時間計時器的啟動，從負載釋放到非開關可能會有一些延遲。圖 4-1 中的 t0–t1 顯示了延遲周期。D-CAP3 控制中通常會出現兩種延遲：一種是比較器延遲，另一種是導通?延遲時間。在任何 D-CAP3 控制中，導通時間始終是恒定的。如果負載釋放發生在導通時間的起始階段，則導通時間必須在完成其預編程的持續時間后才能關閉。當 Ton = D × 1 / fsw 時，最壞情況下的延遲預計為 1 ×Ton。延遲時間直接影響提供給輸出電容器的能量，因此輸出過沖主要由輸出電感器/電容器和恒定導通時間控制。頻率越高，Ton 越短，這有利于抑制過沖。

圖 4-2 和圖 4-3 顯示了表 2-1 中條件下的負載瞬態測試結果。負載瞬態為 0.8A 到 7.2A，壓擺率為 2.5A/μs。在 600kHz 下，過沖/下沖分別為 35mV/-27mV；在 1000kHz 下，過沖/下沖分別為 25mV/-15mV。盡管使用了較小的輸出電容器，但 1000kHz 的下沖也更好。由于 1000kHz 模式的環路響應速度快于 600kHz 模式，因此在更高頻率下可以使用較小的輸出電感器和電容器。此外，在選擇了 1000kHz 模式時，由于 Ton 相對較短，1MHz 下的過沖優于 600kHz。