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降压稳压器架构(COT降压稳压器)

4.4 恒定导通时间(COT) 降压稳压器
恒定导通时间(COT)迟滞稳压器
对于一个给定的V IN ,当负载电流变化时,导通时间是恒定的
Ripple is needed to properly switch the comparator!!
R F2
R F1+
-Error
Comparator
Modulator
V REF
+-
R L
R C
(ESR)
V IN
V OUT
Power Stage
L
C
One-Shot Inversely Proportional to V IN
V FB •优势
–相对于VIN 的变化频率保持恒定
–可在轻负载下实现高效率
–快速瞬态响应
•劣势
–在反馈比较器上需要纹波–对输出噪声很敏感
(因为它转换为反馈纹波)
功率管导通时间与Vin 成反比
工作频率(连续)
T ON 为导通时间,F S 为工作频率。

恒定导通时间控制器负责设定降压开关的导通时间。

K 是一个常数,R ON 是一个编程
电阻器。

V IN 如预期的那样在分母当中,将导通时间设定为与V IN 成反比。

重新整理并将T ON 代入第一个公式,然后求解F S
恒定导通时间可实现接近恒定的频率
开关频率几乎是恒定的;变化是由于R
DS-ON 、二极管
电压和R
ON
引脚输入阻抗的影响造成的
注:一个连接在V
IN 和R
ON
之间的电阻器负责设定导
通时间
恒定导通时间稳压器波形(不连续)
对于COT 稳压器,假如电感器电流保持连续,则恒定频率关系式成立。

在轻负载条件下,电感器中的电流将变得不连续。

这里示出的是在不连续导通模式中采用恒定导通时间控制方法进行控制(这意味着斜坡电感器电流每个周期都恢复至零)的降压稳压器的开关波形。

初始配置电路
•V OUT 上的纹波电压为电感器的纹波电流x R3 •由于电感器的纹波电流随V IN 的增加而增加,因此V OUT 上的纹波电压也随之增加
FB
SW
L1
C2R1
R2
BST
VCC
C3
C4
D1V OUT
RON/SD
VIN
Input Voltage
C1
RTN
SGND
R ON
R3
Ripple here must be
>25 mVp-p
Ripple here is greater than that at FB by the ratio of
(R1+R2)/R2.
LM2695
初始配置瞬态响应
输出电压
LM2695 初始电流
V IN = 12V, V
OUT
= 10V
负载瞬态响应
400 mA
100 mA 50 mV
利用1 个电容器减低纹波!
增设C5 将使FB 上的纹波与V OUT 上的纹波相同,而无需借助R1 和R2 的衰减作用。

这可以降低纹波,但不会消除纹波
中间纹波配置
FB
SW
L1
C2
R1
R2BST
VCC
C3
C4
D1
V OUT
RON/SD
VIN
Input Voltage
C1
RTN
SGND
R ON
R3Ripple here must be
>25 mVp-p
Ripple here can now be a minimum of 25 mVp-p - same
as at FB.
C5
LM2695
增设一个电容器时的COT 瞬态响应
LM2695 中间纹波配置V IN = 12V, V OUT = 10V
400 mA 100 mA
输出电压
20 mV
负载瞬态响应
如何实现最小的纹波?
LM2695
最小纹波电路瞬态响应
LM2695 最小纹波配置
V IN = 12V, V OUT = 10V
负载瞬态响应
输出电压
400 mA
100 mA
10 mV
最好了解一下:
如果去掉R3 会发生什么?
FB SW
L1C2
R1R2
BST C4D1V OUT
SGND Ripple here must be >25 mVp-p
在它应该上升的时候却走
低!!
电路的调节性能很差,并产生大量的噪声和抖动!!t ON t OFF SW 引脚V OUT V SW
V
OUT 纹波
优选的波形
最好知道:
不要安放过大的输出电容!
LM2695FB SW
L1
C2
R1R2
BST
VCC
C3
C4
D1V OUT
RON/SD VIN C1RTN SGND R ON R3
负载
PC 板周围的分布式电容
V IN
其他需要牢记的事项
•续流二极管应该是一个肖特基二极管,而不是一个超快速二极管!
•必须在V IN 引脚的近旁布设一个0.1 μF 陶瓷片式电容器!
•必须谨慎地排布PC 板走线!
使环路的物理尺寸保持小巧以最大限度地抑制辐射EMI 。

谢谢!。

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