如何應用快如閃電的內部補償式ACM拓撲
發布時間:2017-09-05 責任編輯:susan
【導讀】具有內部補償的高級電流模式(ACM)是一款新型控製拓撲,可以支持真定頻調製並與內部補償同步。從根本上來說,該產品類似於仿真峰值電流模式(PCM)控製,可以維護一係列輸入電壓和輸出電壓的穩定性,形成快速的瞬態響應。
ACM的不同之處在於,它是一款漸變型、峰值電流模式控製方案,無需外部補償,即可在內部形成斜坡獲得真定頻。ACM對功率級變量(電感器和電容器)還具有良好的抗幹擾性能,但在這裏,我將更詳細地介紹一下ACM的優點。
為何選擇內部補償式ACM?
有的控製拓撲無需外部補償網絡,即可支持真定頻或偽定頻。然而,使用中也存在一些缺點。
現存的大多數真定頻/無(wu)外(wai)部(bu)補(bu)償(chang)的(de)轉(zhuan)換(huan)器(qi)采(cai)用(yong)傳(chuan)統(tong)的(de)峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu)模(mo)式(shi),將(jiang)補(bu)償(chang)組(zu)件(jian)從(cong)電(dian)路(lu)封(feng)裝(zhuang)的(de)外(wai)部(bu)轉(zhuan)移(yi)到(dao)電(dian)路(lu)內(nei)部(bu),同(tong)時(shi)配(pei)備(bei)了(le)經(jing)過(guo)設(she)計(ji)及(ji)優(you)化(hua)的(de)內(nei)部(bu)補(bu)償(chang)器(qi)以(yi)滿(man)足(zu)各(ge)種(zhong)應(ying)用(yong)。正(zheng)因(yin)為(wei)內(nei)部(bu)補(bu)償(chang)需(xu)要(yao)覆(fu)蓋(gai)各(ge)種(zhong)穩(wen)壓(ya)範(fan)圍(wei),如(ru)果(guo)要(yao)實(shi)現(xian)快(kuai)速(su)的(de)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying),內(nei)部(bu)回(hui)路(lu)和(he)斜(xie)坡(po)補(bu)償(chang)則(ze)很(hen)難(nan)得(de)到(dao)優(you)化(hua)。環(huan)路(lu)帶(dai)寬(kuan)也(ye)必(bi)須(xu)有(you)所(suo)限(xian)製(zhi)以(yi)滿(man)足(zu)的(de)大(da)範(fan)圍(wei)的(de)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)。通(tong)常(chang)而(er)言(yan),您(nin)將(jiang)會(hui)看(kan)到(dao)一(yi)個(ge)非(fei)常(chang)緩(huan)慢(man)的(de)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying),尤(you)其(qi)在(zai)大(da)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)發(fa)生(sheng)階(jie)躍(yue)變(bian)化(hua)時(shi)。
除此之外,還有配備恒定導通時間調製器的控製拓撲。正如TI的D-CAP™/D-CAP3™控製模式一樣,這樣的控製拓撲無需外部補償即可維護偽定頻。對某些VIN和VOUT而er言yan,導dao通tong時shi間jian是shi恒heng定ding的de,且qie在zai負fu載zai瞬shun態tai期qi間jian,開kai關guan頻pin率lv有you變bian化hua,從cong而er可ke實shi現xian良liang好hao的de瞬shun態tai性xing能neng。但dan是shi,這zhe樣yang的de頻pin率lv變bian化hua還hai會hui造zao成cheng電dian磁ci幹gan擾rao問wen題ti,特te別bie對dui電dian磁ci幹gan擾rao敏min感gan的de電dian信xin應ying用yong影ying響xiang很hen大da。具ju有you內nei部bu補bu償chang的deACM解決了固定頻率和恒定導通時間控製所帶來的問題。
如下圖1所示的簡化版ACM降壓結構,無需外部補償網絡,就能提供從輸出級至內部集成器的反饋電壓信息。

圖1.簡化版ACM降壓結構
簡單的控製結構所具備的優勢:
1.輸出電壓反饋回路性能良好,操作簡便。無需補償網絡,僅需RS1和RS2作為電阻分壓器就可以感應Vout,並且被感應的Vout信息將通過VFB發送回控製回路。
2.因為PID(比例-積分-微分)或PI(比例-積分)補償不借助外部元件,設計師可以不用采納複雜的補償設計,使其用起來更方便。
3.取消使用外部補償元件還可以節省元件數量和寶貴的印製電路板空間。
內部補償式ACM控製概視圖
整體的ACM控製回路框圖如下圖2所示。ACM包含電壓回路、斜坡回路、比較器、電流反饋和脈衝寬度調製(PWM)邏輯。

圖2.ACM控製的內部構件
各構件功能:
1.電壓回路感應並處理VFB的錯誤信號。
2.斜坡回路根據VIN和PWM信號生成斜坡電壓。經優化的斜坡補償值僅為下降斜率斜坡電壓的一半。
3.回路比較器可以產生輸入信號,並且在正端輸入總值等於負端輸入總值時終止PWM循環。
4.電流反饋也利用直流電信息優化回路的Q因子。
5.PWM邏輯根據時鍾和回路比較器的輸出生成PWM信號。
傳統PCM和內部補償ACM的比較

表1.傳統峰值電流模式和內部補償式ACM的比較
結論
具有內部補償的ACM控製是一款漸變型、峰值電流模式控製方案,無需外部補償,即可在內部形成斜坡獲得真定頻。通過獨立優化電壓回路和斜坡回路的直流及交流部分,ACM可以提供比傳統峰值電流模式更佳的瞬態響應。這種控製模式可以為無需外部補償的可預見頻率的應用提供優化的解決方案。
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