【世界播资讯】DC-DC的电压反馈控制模式

时间：2023-06-07 18:32:16 来源: 硬件系统架构师

DC-DC----反馈控制模式

(资料图片)

1.电压模式VM

电压模式控制是最基本的控制方式，如图8-1通过反馈环路仅反馈输出电压，然后利用误差放大器将输出电压与基准电压比较后的电压差再与三角波进行比较(可以回看DC-DC-2：降压型的工作原理里的波形图)，来确定PWM信号的脉冲宽度并控制输出电压。PWM通过将来自输出电压和参考电压的电压误差信号(VE)与恒定锯齿斜坡波形进行比较来产生。斜坡由来自振荡器的时钟信号启动。在固定斜坡幅度(VR)的情况下获得了良好的噪声容限性能，电压调节与输出电流无关。电压模式Err使用3型补偿，以支持外部补偿设备的各种输出滤波器组合。电压模式的使用需要固定、可预测的开关频率，当可能出现较大的输出负载变化时也很有用。

图8-1：电压控制拓扑

图8-2误差放大器(error AMP)比较Vout和Ref，同时自身调整稳定性、响应性能，输出FB信号，PWM发生器将FB信号和恒定频率三角波比较，决定On duty。

虽然反馈控制环路简单仅仅监控输出的电压，但是只要输出电压不变动就无法响应，相位补偿复杂，需要增加超前补偿(RIN，CIN)，内部滞后补偿(RFB，CFB)。负载变动太快会导致响应速度慢(输出电压发生变化，误差放大器的RC和时钟电路会把输出电压的变化延迟一段时间，再反馈到控制电路)。

图8-2：电压模式控制环路

图8-3：负载变动响应波形

从图8-3可以看到负载变动导致Vout下降，但直到FB和三角波相交，HG(高边驱动)和LG(低边驱动)都无法及时响应，而是存在一定的延时。假设负载变动频繁超过一定程度，则Vout始终无法趋于稳定，会显著影响系统的运行。

2. 带电压前馈的电压模式(VFF)

VFF类似于电压模式，但在电压模式控制的基础上，增加将输入电压直接反馈到控制环路中去，也就是是说反馈环路会同时监控输出电压和输入电压的变化。斜坡发生器以恒定的斜坡幅度随输入电压改变PWM斜坡，并对输入电压变化提供瞬时响应。对与输入电压的变化相关的变化，能快速改变脉宽调制的占空比，且线性响应速度得到提升，PWM不必等待环路延迟来改变占空比。在需要固定、可预测的开关频率时可以使用VFF，当输入电压和输出负载可能发生大范围变化时也很有用(宽输入电压范围和宽输出负载电流范围)。

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