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一個關于瞬態(tài)響應的客述處理

一、 開場白

      我本是一個不喜歡寫東西的人,很多時候甚至連筆記都懶得做,但在最近的工作中卻不得不進行寫作的工作。這一寫不要緊,它讓我發(fā)現(xiàn)了寫作的某些好處,最大的好處是可以發(fā)現(xiàn)思想中的漏洞,因為你不得不在寫作過程中停下來去檢視自己的思想,看看它們是否是自洽的。由于這樣的好處的加持,我發(fā)現(xiàn)自己對事物的理解在加深,而某些閱讀我的文字的人也反映說從中得到了好處。

既然寫作能幫助我自己,又能幫助到別人,我何不多寫一點呢?所以就常常有了寫作的沖動。寫什么呢?憑空寫,那當然很無聊,寫我的經(jīng)歷吧,把過程中的所思所想記錄下來,對反思自己的人生可能會有幫助,其中的錯誤和經(jīng)驗對于某些后來者可能也是財富,也許他們能通過我的失敗看到陷阱,早一點走入另一條正確的道路。這兩種目的,我覺得任何一種的實現(xiàn)都是功德無量的(自度度他啊),所以,就有了第一篇記錄,一次與電源管理器件的瞬態(tài)響應問題處理過程有關的筆記。

二、 引子

     2014年5月29日,這是一個很普通的日子。

     我這一天的安排是從深圳飛到寧波,在那里和上海的同事會合準備參加第二天在那里舉行的一個關于LED驅(qū)動的研討會。這個安排實在是太輕松了,所以我利用出發(fā)前的時間去電信公司注銷了一個手機號碼,又去附近的兩家銀行修改了自己的聯(lián)絡方式。到了機場候機的時候,還去書店里逛了一圈,感覺到書店里的書可以被分為兩類,一類是讓你讀了以后升起成功的欲望并且為你提供成功方法的,另一類是讓你看透人生的真相、放下一切執(zhí)著的,不由得感嘆書商的利害,他們早已看透了人生的兩種需求,無論你處在哪種狀態(tài),都能從你兜里把錢掏出來,還同時讓你樂呵呵的。這段感想被我發(fā)到微信朋友圈以后,朋友們的回復更是有趣,其中一個反饋說“有書商說當你能做到其中一種時,另一種就會自然來到”,還有人說“成大事者兩種都得有”,反過來看自己,既沒成功過,也沒有放下,難怪還處在一種不上不下的狀態(tài)啊。

這一次的飛行是很愉悅的,我的大部分時間都在看一本書——《這一生,至少當一次傻瓜》,主人公的經(jīng)歷和感受讓我倍受感動,有許多眼淚止不住地流出來;雖然我已經(jīng)是一個素食者,但還是很高興地享受了飛機上提供的帶肉的面食,我即不想為難自己,也不想為難食物,隨遇而安吧;還經(jīng)歷了一次氣流導致的強烈的顛簸,在超重、失重的反復轉(zhuǎn)換中聽著機身發(fā)出的扭曲的聲響,看著心中升起的關于恐懼的記憶,享受著全新的平靜的感覺,對自己的坦然感到一絲欣慰。

     我都認為這美好的一天就要這么過去了,但在到了寧波的海俱大酒店并且安頓下來以后,卻接到了一個老客戶打來的電話,說他使用我們的RT8010和RT8070設計了新的產(chǎn)品,但是遇到了輸出紋波太大的問題,紋波幅度高達200多mV,造成系統(tǒng)不能正常工作,找了我們的FAE,但是FAE抽不出時間來幫他解決問題,所以只好來找我,而且找了我好久,電話打不通,卻不知道我是剛剛注銷了一個號碼,另一個號碼則因為乘坐飛機而處于關機狀態(tài),所以才打不通電話。

三、 初步的應對

     由于這幾年的工作變動,我花了很多時間研究LED應用問題,對于其它的產(chǎn)品門類確實是已經(jīng)很生疏了,像RT8010這樣的老產(chǎn)品,我還能清楚地記得它的基本性能,但是對于RT8070這樣的新型號,我只能通過臨時向客戶詢問來了解它到底是什么東西,問題的表現(xiàn)形式是什么,以便判斷他可能遇到了什么問題。

     但很遺憾的是,客戶能告訴我RT8070是什么,但對問題的表現(xiàn)形式的描述卻是不清晰的,我只能得到這樣的信息,輸出紋波中包含了很雜亂的紋波,示波器上看起來是一會兒一根,很隨機的。我說那好吧,你把相關的電路圖和波形圖發(fā)給我,我看看再回應你。至于到現(xiàn)場處理,現(xiàn)在是無法安排了,我畢竟在遠隔千里之外的地方啊。

我通常出門是不帶電腦的,所以,我的手機在不久以后收到了客戶發(fā)來的郵件,其中包含了原理圖和波形圖,相關部分的內(nèi)容如下圖所示:


圖片1

圖片2

圖片3

圖片4

圖片5

上面是從圖紙中截取的原理圖,文字與圖形之間很不協(xié)調(diào),但原圖就是這樣,請大家將就一下。下面是波形圖:


圖片6

圖片7


     我通常不會太仔細的看原理圖,因為大部分的規(guī)格書已經(jīng)將常用的原理圖表達得很清楚了,要發(fā)生錯誤真的不容易,而問題常常是發(fā)生在PCB設計上和元器件的選配上。所以我只是大概的看了一下原理圖,知道設計中使用了那些器件,分別在完成什么功能。從前面的電話交流中,我已經(jīng)知道這是用于一臺投影機的設計,所以可以知道這部分電路是為投影機的音視頻處理部分供電的電路。由于多媒體芯片的核心部分耗電很大,所以使用了4A電流輸出能力的Buck器件RT8070;外圍部分的耗電就會小很多,所以采用了1A電流輸出能力的Buck器件RT8010;而DDR存儲器的總線是需要使用終端匹配器的,所以RT9026也被選用。

     從波形圖來看,很顯然,輸出電壓軌上出現(xiàn)了電壓跌落的情況,這不屬于正常的DC/DC工作過程中由于電流的周期性變化而在輸出端形成的電壓紋波,而是負載電流的變化過程造成的電壓跌落和它的恢復過程,這是屬于瞬態(tài)響應的問題。但其中的一段下墜的平臺狀波形卻不像是這一現(xiàn)象,它更像是由于輸入電壓太低或是負載電流太大所造成的電壓下降現(xiàn)象,我們通常把衡量這一下降幅度在輸出電壓中所占比例的數(shù)據(jù)稱為線路調(diào)整率或是負載調(diào)整率,這現(xiàn)象也可能是由于太大的電流流過較大的電阻形成的電壓跌落,但由于客戶肯定測試就是在輸出電容上進行的,而且所選用的所有器件也都沒有問題,所以我懷疑是PCB板設計有問題,可能是由于電流路徑的不恰當造成了地電位的變化,使得輸出電壓偏離正常值了。



全部回復(116)
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2014-07-31 17:07
喜歡這樣的開場白,樓主繼續(xù)!~
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2014-07-31 17:09
沒搶到沙發(fā),
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2014-07-31 17:13
@電源網(wǎng)-娜娜姐
喜歡這樣的開場白,樓主繼續(xù)!~
到底是什么原因
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無長
LV.4
5
2014-07-31 17:16
四、 現(xiàn)場處理

     由于沒有能通過電話溝通的方式幫助客戶找到問題并解決之,到現(xiàn)場查看就成了必要的選擇,但這只能是在我回到深圳以后才能進行的了。

     在出發(fā)之前,我從公司的內(nèi)部網(wǎng)上下載了RT8070的規(guī)格書,稍加察看,再和客戶發(fā)給我的原理圖進行對比,發(fā)現(xiàn)客戶的設計和規(guī)格書上提供的信息有很大差異的一個地方:補償電容的值不一樣。

     規(guī)格書提供的原理圖和其中主要元件在不同應用條件下的參數(shù)如下圖及其表格所示:

     從中可以看到,當輸出電壓為1.2V和1.5V時,建議的RCOMP/CCOMP組合分別是11kW/560pF和13kW/560pF,但客戶的實際設計參數(shù)卻是12.7kW/0.22mF,而且不同電壓輸出時所采用的值還是相同的。由于規(guī)格書中給出來的參數(shù)通常是這個器件在普通應用情況下最佳的選擇,所以由此已經(jīng)可以基本斷定客戶的所遇到的電壓下沖問題是由于補償不合適造成的了,但仍不足以解釋波形圖中所看到的所有現(xiàn)象,我指的是其中那個下墜的平臺部分仍然沒有找到原因所在。

     由于到客戶那里大約需要一個小時,所以一上車我就打電話給客戶,請他首先將參數(shù)修改到規(guī)格書中所推薦的值,然后再測量效果并告訴我結果。當終于和客戶見面的時候,客戶已經(jīng)修改了其中的一組元件,但測量的工作還沒有進行,所以我的工作就首先從檢查PCB設計開始,檢查當中發(fā)現(xiàn)了一些問題,然后花了很多的時間去談DC/DC的工作原理,并把這些原理引向具體的設計:元件要怎么選擇,PCB要如何布局,銅箔要如何布置等等。這些交流都是屬于根據(jù)臨場情況進行的發(fā)揮,我們就不去說那些部分了,最后還是要回到我們今天所面對的最重要的問題:消除電壓過沖太多的問題。

     通過前面的檢查,我們雖然發(fā)現(xiàn)了PCB設計上存在的諸多缺陷,尤其是總體布局的不恰當可能造成不同通道之間的相互干擾問題,但仍不妨礙我們繼續(xù)進行前面已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了的問題的改進處理。

在我到達以前,客戶已經(jīng)對一塊板子進行了元件修改,但由于該板子并沒有搭建起完整的系統(tǒng),所以我請他另外找來一個完整的系統(tǒng),以便先看看實際的表現(xiàn)。

     這是一個采用Freescale的4核ARM芯片構成的多媒體系統(tǒng),他們發(fā)現(xiàn)在單核工作與4核工作之間進行切換時,系統(tǒng)很容易死機,請Freescale的工程師幫助檢查時,他們發(fā)現(xiàn)電源系統(tǒng)的紋波比較大,最大幅度高過200mV,而實際的系統(tǒng)需要紋波低于100mV,這是口頭提供的信息。我們將系統(tǒng)連接起來進入實際的工作狀態(tài),并用遙控器控制機器使之在單核工作和4核工作之間進行切換,同時用示波器的交流耦合模式在DC/DC的輸出電容上進行測試,果然看到4核工作時紋波較大,單核工作時紋波較小,在切換時則可以看到比較明顯的電壓下沖或上沖現(xiàn)象,但是沒有看到早先客戶發(fā)給我的波形圖中所看到的下墜的平臺現(xiàn)象。

     我在這里提到了兩個概念:紋波和電壓上沖或下沖。他們之間到底有什么區(qū)別呢?

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無長
LV.4
6
2014-07-31 17:27
@無長
四、 現(xiàn)場處理   由于沒有能通過電話溝通的方式幫助客戶找到問題并解決之,到現(xiàn)場查看就成了必要的選擇,但這只能是在我回到深圳以后才能進行的了。   在出發(fā)之前,我從公司的內(nèi)部網(wǎng)上下載了RT8070的規(guī)格書,稍加察看,再和客戶發(fā)給我的原理圖進行對比,發(fā)現(xiàn)客戶的設計和規(guī)格書上提供的信息有很大差異的一個地方:補償電容的值不一樣。   規(guī)格書提供的原理圖和其中主要元件在不同應用條件下的參數(shù)如下圖及其表格所示:[圖片]   從中可以看到,當輸出電壓為1.2V和1.5V時,建議的RCOMP/CCOMP組合分別是11kW/560pF和13kW/560pF,但客戶的實際設計參數(shù)卻是12.7kW/0.22mF,而且不同電壓輸出時所采用的值還是相同的。由于規(guī)格書中給出來的參數(shù)通常是這個器件在普通應用情況下最佳的選擇,所以由此已經(jīng)可以基本斷定客戶的所遇到的電壓下沖問題是由于補償不合適造成的了,但仍不足以解釋波形圖中所看到的所有現(xiàn)象,我指的是其中那個下墜的平臺部分仍然沒有找到原因所在。   由于到客戶那里大約需要一個小時,所以一上車我就打電話給客戶,請他首先將參數(shù)修改到規(guī)格書中所推薦的值,然后再測量效果并告訴我結果。當終于和客戶見面的時候,客戶已經(jīng)修改了其中的一組元件,但測量的工作還沒有進行,所以我的工作就首先從檢查PCB設計開始,檢查當中發(fā)現(xiàn)了一些問題,然后花了很多的時間去談DC/DC的工作原理,并把這些原理引向具體的設計:元件要怎么選擇,PCB要如何布局,銅箔要如何布置等等。這些交流都是屬于根據(jù)臨場情況進行的發(fā)揮,我們就不去說那些部分了,最后還是要回到我們今天所面對的最重要的問題:消除電壓過沖太多的問題。   通過前面的檢查,我們雖然發(fā)現(xiàn)了PCB設計上存在的諸多缺陷,尤其是總體布局的不恰當可能造成不同通道之間的相互干擾問題,但仍不妨礙我們繼續(xù)進行前面已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了的問題的改進處理。在我到達以前,客戶已經(jīng)對一塊板子進行了元件修改,但由于該板子并沒有搭建起完整的系統(tǒng),所以我請他另外找來一個完整的系統(tǒng),以便先看看實際的表現(xiàn)。   這是一個采用Freescale的4核ARM芯片構成的多媒體系統(tǒng),他們發(fā)現(xiàn)在單核工作與4核工作之間進行切換時,系統(tǒng)很容易死機,請Freescale的工程師幫助檢查時,他們發(fā)現(xiàn)電源系統(tǒng)的紋波比較大,最大幅度高過200mV,而實際的系統(tǒng)需要紋波低于100mV,這是口頭提供的信息。我們將系統(tǒng)連接起來進入實際的工作狀態(tài),并用遙控器控制機器使之在單核工作和4核工作之間進行切換,同時用示波器的交流耦合模式在DC/DC的輸出電容上進行測試,果然看到4核工作時紋波較大,單核工作時紋波較小,在切換時則可以看到比較明顯的電壓下沖或上沖現(xiàn)象,但是沒有看到早先客戶發(fā)給我的波形圖中所看到的下墜的平臺現(xiàn)象。   我在這里提到了兩個概念:紋波和電壓上沖或下沖。他們之間到底有什么區(qū)別呢?

l關于紋波

有圖有真相,我們先上波形

這是從RT8070的規(guī)格書中截取下來的一幅圖形,VLX對應的是內(nèi)部開關和電感連接點的電壓波形,其高電平部分的電壓等于輸入電壓,低電平的部分對應著比地電位還要低一點的電位。由于電感的另一側(cè)是輸出端,那里的電壓由輸出電容維持著,雖然有所波動(波動情況由圖中的VOUT曲線表達,這是交流耦合的信號),但總體上是不變的,所以我們就由電感電流的計算公式  知道電感電流在高電平期間是線性增加的、低電平期間是線性降低的。當電感電流低于負載電流時,負載電流由電感電流和來自電容的電流共同提供,這時候輸出電容上的電壓就處于下降階段;當電感電流大于負載電流時,多出的那部分電流就流進電容,電容上的電壓就會上升。這兩種狀態(tài)所形成的電壓上升和下降就形成了輸出端的電壓紋波。

在穩(wěn)定情況下,電感電流的平均值總是等于負載電流的,但電感電流總是以三角波的形式存在,其峰峰值的大小決定于工作頻率、電感量、輸入電壓和輸出電壓等幾個參數(shù),很顯然,在一個具體的應用環(huán)境中,這里面能夠變化的參數(shù)只有電感量。電感量越大,電感充放電的過程就越平滑,在輸出電容中形成的電壓變化也就越小,紋波幅度也就越小。電容的電壓是由流進、流出電容的電流累積起來的電荷形成的,其計算公式為  ,很顯然,電容越大則同樣的流進、流出的電流所形成的電壓變化就越小,即紋波越小。

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無長
LV.4
7
2014-07-31 17:28
@無長
l關于紋波有圖有真相,我們先上波形[圖片]這是從RT8070的規(guī)格書中截取下來的一幅圖形,VLX對應的是內(nèi)部開關和電感連接點的電壓波形,其高電平部分的電壓等于輸入電壓,低電平的部分對應著比地電位還要低一點的電位。由于電感的另一側(cè)是輸出端,那里的電壓由輸出電容維持著,雖然有所波動(波動情況由圖中的VOUT曲線表達,這是交流耦合的信號),但總體上是不變的,所以我們就由電感電流的計算公式  知道電感電流在高電平期間是線性增加的、低電平期間是線性降低的。當電感電流低于負載電流時,負載電流由電感電流和來自電容的電流共同提供,這時候輸出電容上的電壓就處于下降階段;當電感電流大于負載電流時,多出的那部分電流就流進電容,電容上的電壓就會上升。這兩種狀態(tài)所形成的電壓上升和下降就形成了輸出端的電壓紋波。在穩(wěn)定情況下,電感電流的平均值總是等于負載電流的,但電感電流總是以三角波的形式存在,其峰峰值的大小決定于工作頻率、電感量、輸入電壓和輸出電壓等幾個參數(shù),很顯然,在一個具體的應用環(huán)境中,這里面能夠變化的參數(shù)只有電感量。電感量越大,電感充放電的過程就越平滑,在輸出電容中形成的電壓變化也就越小,紋波幅度也就越小。電容的電壓是由流進、流出電容的電流累積起來的電荷形成的,其計算公式為  ,很顯然,電容越大則同樣的流進、流出的電流所形成的電壓變化就越小,即紋波越小。

l 關于電壓上沖或下沖

在我們前面所面臨的情況下,電壓的上沖或下沖其實是由負載的突然變化過程形成的。同樣的,我們從RT8070的規(guī)格書中截取下列圖形以顯示實相:

上圖中的IOUT是指的輸出電流,也就是負載電流,它在1A和4A之間跳變,每當這一事件發(fā)生時,都可以從輸出電壓上看到一個下沖或是上沖然后再恢復的過程,而當它穩(wěn)定的時候,我們都可以看到輸出電壓是穩(wěn)定不變的。

我們在前面談紋波時已經(jīng)知道電感電流的平均值和負載電流總是相等的,輸出電壓依靠輸出電容里存儲的電荷維持輸出電壓的穩(wěn)定。當負載電流突然變化時,我們以電流增大為例來說明,由于來自電感的電流是處于穩(wěn)定的狀態(tài),它不能突然增加去滿足負載的需要,這時候電容里存儲的電荷就會傾巢而出形成電流去滿足負載的需要,這就必然使得輸出電壓出現(xiàn)下墜,也就是前面說的電壓下沖。而DC/DC的任務是要為負載提供一個穩(wěn)定的電壓,所以它被設計成一個負反饋系統(tǒng),當它發(fā)現(xiàn)輸出電壓低于額定電壓時,它就會主動調(diào)整去增加電流供應以滿足穩(wěn)定電壓的需要。

由于電流突然變化的過程通常來說都是很短暫的,DC/DC本身會快速地響應以消除這一變化所帶來的影響,所以有一個瞬態(tài)的概念被用來表述這一現(xiàn)象,對這一過程的響應則被稱為瞬態(tài)響應。我們可以從兩個角度來看它,一個是深度,一個是速度,深度表現(xiàn)了電壓過沖的幅度,速度則是看它用多長的時間被糾正回穩(wěn)定的狀態(tài)。

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無長
LV.4
8
2014-07-31 17:30
@無長
四、 現(xiàn)場處理   由于沒有能通過電話溝通的方式幫助客戶找到問題并解決之,到現(xiàn)場查看就成了必要的選擇,但這只能是在我回到深圳以后才能進行的了。   在出發(fā)之前,我從公司的內(nèi)部網(wǎng)上下載了RT8070的規(guī)格書,稍加察看,再和客戶發(fā)給我的原理圖進行對比,發(fā)現(xiàn)客戶的設計和規(guī)格書上提供的信息有很大差異的一個地方:補償電容的值不一樣。   規(guī)格書提供的原理圖和其中主要元件在不同應用條件下的參數(shù)如下圖及其表格所示:[圖片]   從中可以看到,當輸出電壓為1.2V和1.5V時,建議的RCOMP/CCOMP組合分別是11kW/560pF和13kW/560pF,但客戶的實際設計參數(shù)卻是12.7kW/0.22mF,而且不同電壓輸出時所采用的值還是相同的。由于規(guī)格書中給出來的參數(shù)通常是這個器件在普通應用情況下最佳的選擇,所以由此已經(jīng)可以基本斷定客戶的所遇到的電壓下沖問題是由于補償不合適造成的了,但仍不足以解釋波形圖中所看到的所有現(xiàn)象,我指的是其中那個下墜的平臺部分仍然沒有找到原因所在。   由于到客戶那里大約需要一個小時,所以一上車我就打電話給客戶,請他首先將參數(shù)修改到規(guī)格書中所推薦的值,然后再測量效果并告訴我結果。當終于和客戶見面的時候,客戶已經(jīng)修改了其中的一組元件,但測量的工作還沒有進行,所以我的工作就首先從檢查PCB設計開始,檢查當中發(fā)現(xiàn)了一些問題,然后花了很多的時間去談DC/DC的工作原理,并把這些原理引向具體的設計:元件要怎么選擇,PCB要如何布局,銅箔要如何布置等等。這些交流都是屬于根據(jù)臨場情況進行的發(fā)揮,我們就不去說那些部分了,最后還是要回到我們今天所面對的最重要的問題:消除電壓過沖太多的問題。   通過前面的檢查,我們雖然發(fā)現(xiàn)了PCB設計上存在的諸多缺陷,尤其是總體布局的不恰當可能造成不同通道之間的相互干擾問題,但仍不妨礙我們繼續(xù)進行前面已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了的問題的改進處理。在我到達以前,客戶已經(jīng)對一塊板子進行了元件修改,但由于該板子并沒有搭建起完整的系統(tǒng),所以我請他另外找來一個完整的系統(tǒng),以便先看看實際的表現(xiàn)。   這是一個采用Freescale的4核ARM芯片構成的多媒體系統(tǒng),他們發(fā)現(xiàn)在單核工作與4核工作之間進行切換時,系統(tǒng)很容易死機,請Freescale的工程師幫助檢查時,他們發(fā)現(xiàn)電源系統(tǒng)的紋波比較大,最大幅度高過200mV,而實際的系統(tǒng)需要紋波低于100mV,這是口頭提供的信息。我們將系統(tǒng)連接起來進入實際的工作狀態(tài),并用遙控器控制機器使之在單核工作和4核工作之間進行切換,同時用示波器的交流耦合模式在DC/DC的輸出電容上進行測試,果然看到4核工作時紋波較大,單核工作時紋波較小,在切換時則可以看到比較明顯的電壓下沖或上沖現(xiàn)象,但是沒有看到早先客戶發(fā)給我的波形圖中所看到的下墜的平臺現(xiàn)象。   我在這里提到了兩個概念:紋波和電壓上沖或下沖。他們之間到底有什么區(qū)別呢?

下面我們來看看瞬態(tài)過程是如何進行的。

首先看看buck的簡化電路圖:

當負載電流增加造成輸出電壓低于設定值時,反饋信號和參考電壓的差經(jīng)誤差放大器EA放大以后的誤差電壓VEA增大,該信號和三角波電壓VRAMP經(jīng)比較后得到的信號d的占空比增加,MOSFET開關導通時間增加,這將導致電感充電時間增加、放電時間減少,因而電感電流會增加以彌補輸出電壓降低的損失。當增加的電流滿足了負載的需求以后,輸出電壓逐漸恢復到aa正常水平,則反饋電壓和參考電壓的差值也會逐漸降低,這又會導致占空比降低。這樣的過程反復進行,輸出電壓總會穩(wěn)定到預期的水平上。

由于負載的變化可能是很隨機的,如果每一個變化都在回路的響應中引起一個變化過程,這個系統(tǒng)就可能變得動蕩不安。為了解決這個問題,人們就發(fā)展出了一堆的控制理論,而在buck的實踐中就加入了一些微分環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)。微分環(huán)節(jié)的作用是讓輸出的變化快速的在反饋系統(tǒng)中被感知到,以便盡早作出應對措施,圖中CFF所起的作用就是如此;積分環(huán)節(jié)則是起到穩(wěn)定器的作用,讓回路對于變化的環(huán)境不至于太敏感,圖中RCOMP和CCOMP就起到這種作用。這種環(huán)節(jié)所起的作用都被稱為補償,而這些電路也就被稱為補償電路了。

我們在前面的原理圖中看到的RT8070的COMP端外接的RC串聯(lián)電路就是相當于積分環(huán)節(jié)的補償電路,客戶在實際設計中使用的補償電容0.22mF比規(guī)格書建議的560pF大了很多倍,也就意味著它已經(jīng)成了一個超級穩(wěn)定的系統(tǒng),它對負載的變化是極其不敏感的,所以,當系統(tǒng)內(nèi)核由單核工作轉(zhuǎn)換到4核工作時,由于負載電流的大大增加了,供電環(huán)節(jié)卻沒有緊緊跟上,這就造成了電壓的過度下墜,甚至到了長期不能恢復的狀態(tài)。明白了這一原因,將補償電容調(diào)整到建議值,再根據(jù)具體的表現(xiàn)予以微調(diào),系統(tǒng)就被調(diào)整到合理的狀態(tài)了,這時候并不是不再存在由于負載的變化而形成的電壓下墜,而是將下墜的程度和恢復的時間調(diào)整到了一個可以接受的程度,這次服務也就得到了一個比較完滿的結果。

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不努力
LV.6
9
2014-07-31 17:34
很久沒看到這么認真的帖子了,解決方案應該是不單一的吧,希望能有更多干活
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daichao
LV.4
10
2014-07-31 17:40
樓主這樣的講述過程簡直爽呆了,非常清晰、明了。
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2014-07-31 17:41
地板都沒了,趕快占座學習!
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q897039433
LV.4
12
2014-07-31 18:24
厲害,佩服,必須學習下。
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2014-08-01 16:56

好帖!我要推薦到info首頁去!

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無長
LV.4
14
2014-08-01 17:17
@q897039433
厲害,佩服,必須學習下。

五、 解決瞬態(tài)響應問題的其它辦法

我們在此案例中看到的器件是采用電流模式的器件,采用的是一種已經(jīng)非常成熟了的控制架構,它具有很多特別的優(yōu)勢,例如工作頻率恒定、可以與外部時鐘同步工作以避免不恰當?shù)念l率串擾(這個功能不是每一個器件都具備),但也不得不使用補償電路,這些補償電路有的是IC內(nèi)置的,有的是外置的,無論如何,總得要有才行。將補償電路內(nèi)置,好處是用起來簡單,但不一定能滿足所有應用的需要;補償電路外置時,電路就會復雜些,但帶來很多好處,因為不同的負載特性要求不同的響應特性,面對不同的PCB布局狀況和不同的外圍元件時也需要不同的補償來彌補某些不足。

能不能免除那么多的麻煩來完成我們需要的電壓轉(zhuǎn)換功能呢?有,COT架構是一個可選項,有了這種架構以后,我們在上面所述的客述問題可能就不會出現(xiàn)了,因為它根本就不需要做補償調(diào)整,它是自動完成這一過程的。COT是“Constant On Time”的縮寫形式,意為固定導通時間,下圖是它的電路架構框圖,圖中和C-out串聯(lián)的電阻是C-out本身的等效串聯(lián)電阻,不是故意加上去的另外一個電阻喔,畫出它來是反映了這種架構對這個電阻的依賴,這也正好是這種架構的問題之一,后面引出的ACOTTM架構可以解決這一問題。

COT架構的核心是其中的單穩(wěn)態(tài)電路,即圖中的“One-Shot & blanking”部分,它的輸出總是一個固定時間的脈沖并緊接著一個非脈沖期間,觸發(fā)這個脈沖輸出的是比較器“Comparator”,這個比較器只要發(fā)現(xiàn)FB電壓低于參考電壓V-ref,觸發(fā)就會發(fā)生,但不會造成上橋持續(xù)導通的狀況,因為每個脈沖后面都跟隨著一個非脈沖期間,這個時間對于n型MOSFET的上橋是必須的,只是這個時間可以非常短,而這也保證了下一個脈沖可以很快地來到,只要V-FB是低于V-ref的,新的脈沖就可以持續(xù)發(fā)生。由于持續(xù)發(fā)生脈沖的過程就是對輸出電壓低于設定電壓的響應過程,所以我們可以知道COT具有極快的瞬態(tài)相應過程,通常這個時間在百納秒量級。

可是這種COT架構也是有缺陷的,上面已經(jīng)提到的對輸出電容的ESR的依賴是個問題,另外還有工作頻率變化問題。對ESR的依賴帶來的是現(xiàn)在廣泛使用的MLCC不能和它在一起實現(xiàn)穩(wěn)定的工作,頻率變化問題則是某些應用中很忌諱的,這種狀況很可能帶來難以解決的干擾。針對這些缺陷,Richtek的工程師們提出了一種改進型的COT架構,簡稱為ACOTTM,并且還針對ACOTTM申請了注冊商標進行知識產(chǎn)權的保護,又利用這種架構開發(fā)了一大批器件去滿足應用的需求,它們既有外掛MOSFET的控制器,也有內(nèi)置MOSFET的轉(zhuǎn)換器,還有各種不同的功能滿足不同應用的需要。

你是否想馬上知道ACOTTM有什么好?下面的這段翻譯自一款ACOTTM器件的規(guī)格書中的文字可以幫助到你,其它的我就不多說了,不過比較較真的讀者沒有必要去找到原文來對照進行閱讀,因為我的翻譯總是有些夸張的,為了達到我自認為合適的信、達、雅的效果,常常會有自己的發(fā)揮,有些內(nèi)容和原文是不一致的。

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無長
LV.4
15
2014-08-01 17:19
@無長
五、 解決瞬態(tài)響應問題的其它辦法我們在此案例中看到的器件是采用電流模式的器件,采用的是一種已經(jīng)非常成熟了的控制架構,它具有很多特別的優(yōu)勢,例如工作頻率恒定、可以與外部時鐘同步工作以避免不恰當?shù)念l率串擾(這個功能不是每一個器件都具備),但也不得不使用補償電路,這些補償電路有的是IC內(nèi)置的,有的是外置的,無論如何,總得要有才行。將補償電路內(nèi)置,好處是用起來簡單,但不一定能滿足所有應用的需要;補償電路外置時,電路就會復雜些,但帶來很多好處,因為不同的負載特性要求不同的響應特性,面對不同的PCB布局狀況和不同的外圍元件時也需要不同的補償來彌補某些不足。能不能免除那么多的麻煩來完成我們需要的電壓轉(zhuǎn)換功能呢?有,COT架構是一個可選項,有了這種架構以后,我們在上面所述的客述問題可能就不會出現(xiàn)了,因為它根本就不需要做補償調(diào)整,它是自動完成這一過程的。COT是“Constant On Time”的縮寫形式,意為固定導通時間,下圖是它的電路架構框圖,圖中和C-out串聯(lián)的電阻是C-out本身的等效串聯(lián)電阻,不是故意加上去的另外一個電阻喔,畫出它來是反映了這種架構對這個電阻的依賴,這也正好是這種架構的問題之一,后面引出的ACOTTM架構可以解決這一問題。[圖片]COT架構的核心是其中的單穩(wěn)態(tài)電路,即圖中的“One-Shot & blanking”部分,它的輸出總是一個固定時間的脈沖并緊接著一個非脈沖期間,觸發(fā)這個脈沖輸出的是比較器“Comparator”,這個比較器只要發(fā)現(xiàn)FB電壓低于參考電壓V-ref,觸發(fā)就會發(fā)生,但不會造成上橋持續(xù)導通的狀況,因為每個脈沖后面都跟隨著一個非脈沖期間,這個時間對于n型MOSFET的上橋是必須的,只是這個時間可以非常短,而這也保證了下一個脈沖可以很快地來到,只要V-FB是低于V-ref的,新的脈沖就可以持續(xù)發(fā)生。由于持續(xù)發(fā)生脈沖的過程就是對輸出電壓低于設定電壓的響應過程,所以我們可以知道COT具有極快的瞬態(tài)相應過程,通常這個時間在百納秒量級??墒沁@種COT架構也是有缺陷的,上面已經(jīng)提到的對輸出電容的ESR的依賴是個問題,另外還有工作頻率變化問題。對ESR的依賴帶來的是現(xiàn)在廣泛使用的MLCC不能和它在一起實現(xiàn)穩(wěn)定的工作,頻率變化問題則是某些應用中很忌諱的,這種狀況很可能帶來難以解決的干擾。針對這些缺陷,Richtek的工程師們提出了一種改進型的COT架構,簡稱為ACOTTM,并且還針對ACOTTM申請了注冊商標進行知識產(chǎn)權的保護,又利用這種架構開發(fā)了一大批器件去滿足應用的需求,它們既有外掛MOSFET的控制器,也有內(nèi)置MOSFET的轉(zhuǎn)換器,還有各種不同的功能滿足不同應用的需要。你是否想馬上知道ACOTTM有什么好?下面的這段翻譯自一款ACOTTM器件的規(guī)格書中的文字可以幫助到你,其它的我就不多說了,不過比較較真的讀者沒有必要去找到原文來對照進行閱讀,因為我的翻譯總是有些夸張的,為了達到我自認為合適的信、達、雅的效果,常常會有自己的發(fā)揮,有些內(nèi)容和原文是不一致的。
六、 從COT到ACOTTM

COT

任何COT架構的核心都是一個固定導通時間的單穩(wěn)態(tài)單元。在這里,所謂的固定導通時間其實是一個由反饋電壓比較器所觸發(fā)的預先定義好的“固定”時間。這種具有很高魯棒性的安排具有很高的噪聲消除能力,是低占空比應用的理想選擇。在每一個固定時間導通狀態(tài)之后,總是接著一個最小關斷時間緊隨其后,在這段時間里,電壓調(diào)節(jié)器不用去做出任何的調(diào)整決定。這種做法的好處是避免了開關噪聲的影響,因為每一次開關動作之后的一段時間里總是跟隨著嚴重的開關噪聲。因為沒有固定的時鐘對操作進行同步控制,當負載發(fā)生突變時,轉(zhuǎn)換電路中的上橋開關幾乎可以立即打開讓電感電流迅速增加以滿足負載上突然出現(xiàn)的需要。

傳統(tǒng)的電流模式或電壓模式的控制架構必須監(jiān)控反饋電壓、電流信號(同時用于電流限制)以及內(nèi)部的脈動信號和補償信號來決定何時關閉上橋開關、打開同步續(xù)流開關。在進行大電流切換的情形下,開關動作之后的噪聲是巨大的,要在這種噪聲中準確地獲取那么多信號并做出正確的決策是一件非常艱難的事情,這在低占空比應用和板子設計不太理想的情況下就變得尤為嚴峻。

由于不需要在噪聲嚴重的時間段做出開關切換動作的決策,COT架構就成了低占空比應用和高噪聲應用中的首選。然而,傳統(tǒng)的COT控制架構仍然因為其內(nèi)在的某些缺點而不能滿足某些應用的需要。例如,很多應用需要使開關電源工作在某些特定的頻率范圍內(nèi)以避免和其它敏感電路發(fā)生相互干擾,而在純正的COT控制架構中,由于導通時間是固定的,所以它的開關工作頻率就是變化的。在降壓型開關轉(zhuǎn)換器中,占空比是與輸出電壓成正比、與輸入電壓成反比的,因此,當導通時間固定時,關斷時間(緊接著是頻率)就必然是變化的,這樣才能適應輸入電壓和輸出電壓的變化。

現(xiàn)代的偽固定頻率COT架構通過讓單穩(wěn)態(tài)電路的導通時間正比于輸出電壓、反比于輸入電壓,大大提升了COT的性能。在這種方法中,導通時間被選擇在和一個理想的固定頻率PWM電路處理類似的輸入、輸出電壓條件下的導通時間相當?shù)臓顟B(tài)下,這樣的結果是性能被大大地改善了,但開關工作頻率仍然會隨著輸入電壓和負載的變化而變化,因為來自開關、電感和其他寄生效應的損耗依然在發(fā)生影響。

多數(shù)COT架構的另外一個問題是他們需要依賴輸出電容的較大的ESR來工作,這在遇到使用體積小、成本低但ESR很低的陶瓷電容的時候就不再好用了。這些架構需要利用電感電流流過輸出電容的ESR時形成的交流電流信息來運作,這有點像是電流模式的控制系統(tǒng)所做的那樣,但陶瓷電容能夠提供的電流信息太微弱了,很難讓控制回路能夠穩(wěn)定運作,這就像電流模式的控制系統(tǒng)看不到電流信息一樣,它失去了路標,雖然清楚自己要去哪里,但卻不知道如何邁步。

ACOTTM 控制架構

有很多原因可以導致即便將導通時間正比于輸出電壓、反比于輸入電壓也不能得到好的固定頻率表現(xiàn)的結果。首先,電流流過MOSFET開關和電感形成的電壓降會使得實際的輸入電壓低于測量出來的輸入電壓、實際的輸出電壓高于測量出來的輸出電壓。當負載變化時,負載電流導致的開關上的電壓降會導致開關頻率的變化。其次,在輕載情況下,假如電感電流出現(xiàn)負值、同步續(xù)流開關關閉和上橋開關導通以容許輸入電壓出現(xiàn)在開關節(jié)點之間的死區(qū)時間延長,都會使得有效的導通時間增加并導致開關頻率出現(xiàn)明顯的下降。

一種降低這些效應的方法是測量實際的開關工作頻率并和預定的數(shù)據(jù)進行比較,其好處是無需測量實際的輸出電壓,因而省去了一個用于測量輸出電壓的引線端子。ACOTTM正是采用這種測量實際的開關頻率并在反饋回路中調(diào)整導通時間的方法來將平均開關工作頻率保持在一個預定的范圍之內(nèi)。

為了能和低ESR的陶瓷電容配合起來穩(wěn)定工作,ACOTTM 在IC內(nèi)部使用了一個虛擬的電感電流脈動信號,它代替了通常使用的借助輸出電容的ESR生成的電感電流信號,這個信號和其他內(nèi)部補償舉措相結合優(yōu)化了和低ESR陶瓷電容配合工作時的表現(xiàn),達成了穩(wěn)定工作的目的。

ACOTTM單穩(wěn)態(tài)電路的運作

ACOTTM的控制邏輯是非常簡單易懂的,反饋電壓和虛擬電感電流脈動信號相加以后與參考電壓進行比較,當前者的幅度低于后者時,一次單穩(wěn)態(tài)導通過程即被觸發(fā)(觸發(fā)信號在經(jīng)過一個與最短截止時間相等的時間以后即被自動復位),上橋開關打開,輸入電壓進入開關節(jié)點加到電感上,電感電流即線性增加;經(jīng)過預設的固定導通時間以后,上橋關閉,續(xù)流開關打開,電感電流從最高點開始線性降低,與此同時,一個最短截止時間單穩(wěn)態(tài)過程被觸發(fā)以防止另一次導通過程在開關噪聲持續(xù)期間立即發(fā)生,并使反饋電壓和電流感應信號可以被正確地獲取。最短截止時間被保持在極短的狀態(tài),其典型值為230ns,這樣可以保證另一次導通過程可以在需要時被及時啟動,以便滿足負載的需要。

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ott361
LV.5
16
2014-08-03 10:16
@無長
六、 從COT到ACOTTMCOT任何COT架構的核心都是一個固定導通時間的單穩(wěn)態(tài)單元。在這里,所謂的固定導通時間其實是一個由反饋電壓比較器所觸發(fā)的預先定義好的“固定”時間。這種具有很高魯棒性的安排具有很高的噪聲消除能力,是低占空比應用的理想選擇。在每一個固定時間導通狀態(tài)之后,總是接著一個最小關斷時間緊隨其后,在這段時間里,電壓調(diào)節(jié)器不用去做出任何的調(diào)整決定。這種做法的好處是避免了開關噪聲的影響,因為每一次開關動作之后的一段時間里總是跟隨著嚴重的開關噪聲。因為沒有固定的時鐘對操作進行同步控制,當負載發(fā)生突變時,轉(zhuǎn)換電路中的上橋開關幾乎可以立即打開讓電感電流迅速增加以滿足負載上突然出現(xiàn)的需要。傳統(tǒng)的電流模式或電壓模式的控制架構必須監(jiān)控反饋電壓、電流信號(同時用于電流限制)以及內(nèi)部的脈動信號和補償信號來決定何時關閉上橋開關、打開同步續(xù)流開關。在進行大電流切換的情形下,開關動作之后的噪聲是巨大的,要在這種噪聲中準確地獲取那么多信號并做出正確的決策是一件非常艱難的事情,這在低占空比應用和板子設計不太理想的情況下就變得尤為嚴峻。由于不需要在噪聲嚴重的時間段做出開關切換動作的決策,COT架構就成了低占空比應用和高噪聲應用中的首選。然而,傳統(tǒng)的COT控制架構仍然因為其內(nèi)在的某些缺點而不能滿足某些應用的需要。例如,很多應用需要使開關電源工作在某些特定的頻率范圍內(nèi)以避免和其它敏感電路發(fā)生相互干擾,而在純正的COT控制架構中,由于導通時間是固定的,所以它的開關工作頻率就是變化的。在降壓型開關轉(zhuǎn)換器中,占空比是與輸出電壓成正比、與輸入電壓成反比的,因此,當導通時間固定時,關斷時間(緊接著是頻率)就必然是變化的,這樣才能適應輸入電壓和輸出電壓的變化。現(xiàn)代的偽固定頻率COT架構通過讓單穩(wěn)態(tài)電路的導通時間正比于輸出電壓、反比于輸入電壓,大大提升了COT的性能。在這種方法中,導通時間被選擇在和一個理想的固定頻率PWM電路處理類似的輸入、輸出電壓條件下的導通時間相當?shù)臓顟B(tài)下,這樣的結果是性能被大大地改善了,但開關工作頻率仍然會隨著輸入電壓和負載的變化而變化,因為來自開關、電感和其他寄生效應的損耗依然在發(fā)生影響。多數(shù)COT架構的另外一個問題是他們需要依賴輸出電容的較大的ESR來工作,這在遇到使用體積小、成本低但ESR很低的陶瓷電容的時候就不再好用了。這些架構需要利用電感電流流過輸出電容的ESR時形成的交流電流信息來運作,這有點像是電流模式的控制系統(tǒng)所做的那樣,但陶瓷電容能夠提供的電流信息太微弱了,很難讓控制回路能夠穩(wěn)定運作,這就像電流模式的控制系統(tǒng)看不到電流信息一樣,它失去了路標,雖然清楚自己要去哪里,但卻不知道如何邁步。ACOTTM 控制架構有很多原因可以導致即便將導通時間正比于輸出電壓、反比于輸入電壓也不能得到好的固定頻率表現(xiàn)的結果。首先,電流流過MOSFET開關和電感形成的電壓降會使得實際的輸入電壓低于測量出來的輸入電壓、實際的輸出電壓高于測量出來的輸出電壓。當負載變化時,負載電流導致的開關上的電壓降會導致開關頻率的變化。其次,在輕載情況下,假如電感電流出現(xiàn)負值、同步續(xù)流開關關閉和上橋開關導通以容許輸入電壓出現(xiàn)在開關節(jié)點之間的死區(qū)時間延長,都會使得有效的導通時間增加并導致開關頻率出現(xiàn)明顯的下降。一種降低這些效應的方法是測量實際的開關工作頻率并和預定的數(shù)據(jù)進行比較,其好處是無需測量實際的輸出電壓,因而省去了一個用于測量輸出電壓的引線端子。ACOTTM正是采用這種測量實際的開關頻率并在反饋回路中調(diào)整導通時間的方法來將平均開關工作頻率保持在一個預定的范圍之內(nèi)。為了能和低ESR的陶瓷電容配合起來穩(wěn)定工作,ACOTTM 在IC內(nèi)部使用了一個虛擬的電感電流脈動信號,它代替了通常使用的借助輸出電容的ESR生成的電感電流信號,這個信號和其他內(nèi)部補償舉措相結合優(yōu)化了和低ESR陶瓷電容配合工作時的表現(xiàn),達成了穩(wěn)定工作的目的。ACOTTM單穩(wěn)態(tài)電路的運作ACOTTM的控制邏輯是非常簡單易懂的,反饋電壓和虛擬電感電流脈動信號相加以后與參考電壓進行比較,當前者的幅度低于后者時,一次單穩(wěn)態(tài)導通過程即被觸發(fā)(觸發(fā)信號在經(jīng)過一個與最短截止時間相等的時間以后即被自動復位),上橋開關打開,輸入電壓進入開關節(jié)點加到電感上,電感電流即線性增加;經(jīng)過預設的固定導通時間以后,上橋關閉,續(xù)流開關打開,電感電流從最高點開始線性降低,與此同時,一個最短截止時間單穩(wěn)態(tài)過程被觸發(fā)以防止另一次導通過程在開關噪聲持續(xù)期間立即發(fā)生,并使反饋電壓和電流感應信號可以被正確地獲取。最短截止時間被保持在極短的狀態(tài),其典型值為230ns,這樣可以保證另一次導通過程可以在需要時被及時啟動,以便滿足負載的需要。
果然是大師之作。
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song_du
LV.4
17
2014-08-03 23:06
分析的很細致,很有耐心  好帖  當然要頂~~
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2014-08-04 14:45
一篇讓人安靜下來讀的文章 真棒
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2014-08-05 15:20
@奇怪小冰塊
一篇讓人安靜下來讀的文章真棒
忍不住要回的帖子
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標準DS
LV.2
20
2014-08-05 21:42
@無長
六、 從COT到ACOTTMCOT任何COT架構的核心都是一個固定導通時間的單穩(wěn)態(tài)單元。在這里,所謂的固定導通時間其實是一個由反饋電壓比較器所觸發(fā)的預先定義好的“固定”時間。這種具有很高魯棒性的安排具有很高的噪聲消除能力,是低占空比應用的理想選擇。在每一個固定時間導通狀態(tài)之后,總是接著一個最小關斷時間緊隨其后,在這段時間里,電壓調(diào)節(jié)器不用去做出任何的調(diào)整決定。這種做法的好處是避免了開關噪聲的影響,因為每一次開關動作之后的一段時間里總是跟隨著嚴重的開關噪聲。因為沒有固定的時鐘對操作進行同步控制,當負載發(fā)生突變時,轉(zhuǎn)換電路中的上橋開關幾乎可以立即打開讓電感電流迅速增加以滿足負載上突然出現(xiàn)的需要。傳統(tǒng)的電流模式或電壓模式的控制架構必須監(jiān)控反饋電壓、電流信號(同時用于電流限制)以及內(nèi)部的脈動信號和補償信號來決定何時關閉上橋開關、打開同步續(xù)流開關。在進行大電流切換的情形下,開關動作之后的噪聲是巨大的,要在這種噪聲中準確地獲取那么多信號并做出正確的決策是一件非常艱難的事情,這在低占空比應用和板子設計不太理想的情況下就變得尤為嚴峻。由于不需要在噪聲嚴重的時間段做出開關切換動作的決策,COT架構就成了低占空比應用和高噪聲應用中的首選。然而,傳統(tǒng)的COT控制架構仍然因為其內(nèi)在的某些缺點而不能滿足某些應用的需要。例如,很多應用需要使開關電源工作在某些特定的頻率范圍內(nèi)以避免和其它敏感電路發(fā)生相互干擾,而在純正的COT控制架構中,由于導通時間是固定的,所以它的開關工作頻率就是變化的。在降壓型開關轉(zhuǎn)換器中,占空比是與輸出電壓成正比、與輸入電壓成反比的,因此,當導通時間固定時,關斷時間(緊接著是頻率)就必然是變化的,這樣才能適應輸入電壓和輸出電壓的變化?,F(xiàn)代的偽固定頻率COT架構通過讓單穩(wěn)態(tài)電路的導通時間正比于輸出電壓、反比于輸入電壓,大大提升了COT的性能。在這種方法中,導通時間被選擇在和一個理想的固定頻率PWM電路處理類似的輸入、輸出電壓條件下的導通時間相當?shù)臓顟B(tài)下,這樣的結果是性能被大大地改善了,但開關工作頻率仍然會隨著輸入電壓和負載的變化而變化,因為來自開關、電感和其他寄生效應的損耗依然在發(fā)生影響。多數(shù)COT架構的另外一個問題是他們需要依賴輸出電容的較大的ESR來工作,這在遇到使用體積小、成本低但ESR很低的陶瓷電容的時候就不再好用了。這些架構需要利用電感電流流過輸出電容的ESR時形成的交流電流信息來運作,這有點像是電流模式的控制系統(tǒng)所做的那樣,但陶瓷電容能夠提供的電流信息太微弱了,很難讓控制回路能夠穩(wěn)定運作,這就像電流模式的控制系統(tǒng)看不到電流信息一樣,它失去了路標,雖然清楚自己要去哪里,但卻不知道如何邁步。ACOTTM 控制架構有很多原因可以導致即便將導通時間正比于輸出電壓、反比于輸入電壓也不能得到好的固定頻率表現(xiàn)的結果。首先,電流流過MOSFET開關和電感形成的電壓降會使得實際的輸入電壓低于測量出來的輸入電壓、實際的輸出電壓高于測量出來的輸出電壓。當負載變化時,負載電流導致的開關上的電壓降會導致開關頻率的變化。其次,在輕載情況下,假如電感電流出現(xiàn)負值、同步續(xù)流開關關閉和上橋開關導通以容許輸入電壓出現(xiàn)在開關節(jié)點之間的死區(qū)時間延長,都會使得有效的導通時間增加并導致開關頻率出現(xiàn)明顯的下降。一種降低這些效應的方法是測量實際的開關工作頻率并和預定的數(shù)據(jù)進行比較,其好處是無需測量實際的輸出電壓,因而省去了一個用于測量輸出電壓的引線端子。ACOTTM正是采用這種測量實際的開關頻率并在反饋回路中調(diào)整導通時間的方法來將平均開關工作頻率保持在一個預定的范圍之內(nèi)。為了能和低ESR的陶瓷電容配合起來穩(wěn)定工作,ACOTTM 在IC內(nèi)部使用了一個虛擬的電感電流脈動信號,它代替了通常使用的借助輸出電容的ESR生成的電感電流信號,這個信號和其他內(nèi)部補償舉措相結合優(yōu)化了和低ESR陶瓷電容配合工作時的表現(xiàn),達成了穩(wěn)定工作的目的。ACOTTM單穩(wěn)態(tài)電路的運作ACOTTM的控制邏輯是非常簡單易懂的,反饋電壓和虛擬電感電流脈動信號相加以后與參考電壓進行比較,當前者的幅度低于后者時,一次單穩(wěn)態(tài)導通過程即被觸發(fā)(觸發(fā)信號在經(jīng)過一個與最短截止時間相等的時間以后即被自動復位),上橋開關打開,輸入電壓進入開關節(jié)點加到電感上,電感電流即線性增加;經(jīng)過預設的固定導通時間以后,上橋關閉,續(xù)流開關打開,電感電流從最高點開始線性降低,與此同時,一個最短截止時間單穩(wěn)態(tài)過程被觸發(fā)以防止另一次導通過程在開關噪聲持續(xù)期間立即發(fā)生,并使反饋電壓和電流感應信號可以被正確地獲取。最短截止時間被保持在極短的狀態(tài),其典型值為230ns,這樣可以保證另一次導通過程可以在需要時被及時啟動,以便滿足負載的需要。
樓主寫的很詳細。作為一枚菜鳥很受教。
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kempin
LV.5
21
2014-08-06 08:42
@電源網(wǎng)-源源
[圖片]忍不住要回的帖子

寫的好認真的帖子,頂起~~~

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zyxwq
LV.4
22
2014-08-06 16:19
@kempin
寫的好認真的帖子,頂起~~~
很細心的
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eason
LV.4
23
2014-08-07 13:50
@zyxwq
很細心的
好帖子,仔細看了 寫的不錯,希望樓主繼續(xù)
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2014-08-08 17:41
贊一個,寫的很清楚
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2014-08-08 20:17
寫的很用心啊,必須頂
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天之空
LV.3
26
2014-08-09 07:54
大贊!
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GrosvenorFu
LV.1
27
2014-08-11 11:03
拉椅子排位子~
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2014-08-14 13:51
@無長
l 關于電壓上沖或下沖在我們前面所面臨的情況下,電壓的上沖或下沖其實是由負載的突然變化過程形成的。同樣的,我們從RT8070的規(guī)格書中截取下列圖形以顯示實相:[圖片]上圖中的IOUT是指的輸出電流,也就是負載電流,它在1A和4A之間跳變,每當這一事件發(fā)生時,都可以從輸出電壓上看到一個下沖或是上沖然后再恢復的過程,而當它穩(wěn)定的時候,我們都可以看到輸出電壓是穩(wěn)定不變的。我們在前面談紋波時已經(jīng)知道電感電流的平均值和負載電流總是相等的,輸出電壓依靠輸出電容里存儲的電荷維持輸出電壓的穩(wěn)定。當負載電流突然變化時,我們以電流增大為例來說明,由于來自電感的電流是處于穩(wěn)定的狀態(tài),它不能突然增加去滿足負載的需要,這時候電容里存儲的電荷就會傾巢而出形成電流去滿足負載的需要,這就必然使得輸出電壓出現(xiàn)下墜,也就是前面說的電壓下沖。而DC/DC的任務是要為負載提供一個穩(wěn)定的電壓,所以它被設計成一個負反饋系統(tǒng),當它發(fā)現(xiàn)輸出電壓低于額定電壓時,它就會主動調(diào)整去增加電流供應以滿足穩(wěn)定電壓的需要。由于電流突然變化的過程通常來說都是很短暫的,DC/DC本身會快速地響應以消除這一變化所帶來的影響,所以有一個瞬態(tài)的概念被用來表述這一現(xiàn)象,對這一過程的響應則被稱為瞬態(tài)響應。我們可以從兩個角度來看它,一個是深度,一個是速度,深度表現(xiàn)了電壓過沖的幅度,速度則是看它用多長的時間被糾正回穩(wěn)定的狀態(tài)。
寫得很詳細,來龍去脈,前因後果,謝謝分享
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無長
LV.4
29
2014-08-14 16:06
@wuwencai1986
寫得很詳細,來龍去脈,前因後果,謝謝分享

謝謝大家的捧場!謝謝大家的欣賞和鼓勵!

因為工作的緣故,不能經(jīng)常來論壇報到,這是我需要注意改變的地方,但仔細反省起來,主要的原因還是沒有這個習慣,以后我會注意培養(yǎng)這一習慣,來這里和大家多多交流,還請大家多多關照。

如果大家有相關的問題,歡迎提出來交流,我一定盡力而為。

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無長
LV.4
30
2014-08-14 16:12
@無長
謝謝大家的捧場!謝謝大家的欣賞和鼓勵!因為工作的緣故,不能經(jīng)常來論壇報到,這是我需要注意改變的地方,但仔細反省起來,主要的原因還是沒有這個習慣,以后我會注意培養(yǎng)這一習慣,來這里和大家多多交流,還請大家多多關照。如果大家有相關的問題,歡迎提出來交流,我一定盡力而為。
剛剛發(fā)了這帖子,突然發(fā)現(xiàn)自己升為班長了。這提拔速度太快了吧?
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zhenxiang
LV.10
31
2014-08-14 16:16
@GrosvenorFu
拉椅子排位子~[圖片]
樓主寫的真不錯。這么一大段下來真是辛苦了。PCB設計上的缺陷也能再說下嗎,感謝。
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