采cai用yong了le片pian上shang反fan饋kui環huan路lu補bu償chang，結jie果guo就jiu是shi需xu要yao選xuan擇ze功gong率lv路lu徑jing元yuan器qi件jian以yi適shi應ying反fan饋kui環huan路lu的de要yao求qiu，一yi般ban來lai說shuo，這zhe是shi達da不bu到dao最zui優you化hua的de安an排pai。例li如ru，給gei定ding的de調tiao整zheng器qi可ke能neng要yao求qiu用yong戶hu在zai給gei定ding的de範fan圍wei內nei選xuan擇ze電dian感gan器qi以yi及ji輸shu出chu電dian容rong器qi
，以yi確que保bao在zai反fan饋kui補bu償chang電dian路lu具ju有you雙shuang零ling點dian的de位wei置zhi出chu現xianLC雙極點頻率。雖然你可能獲得一個穩定的環路，但是，你可能不具備滿足電源路徑要求的
、接近理想的數值。

解決方案就是依賴於外部由用戶選擇的環路補償。然而

，那對於新的用戶可能會存在一些問題。反饋環路被認為是難以補償的!在上世紀80年代
，最初引入的一種創新就是采用電流模式控製。那個控製配置把輸出濾波器的階數降低了1jie，youyijielvboqixitonglaishixian，congerjidadijianhualehuanlubuchangdeshejirenwu。raner
，dianliumoshikongzhibingbushixiangzuichuxiwangdenayangshiwannengyao。zaoshenglingmindujiushiyigezhuyaowenti。

最新開發的電流模式控製的版本被稱為仿真電流模式控製(ECM)，它極大地改善了以非常高的降壓比率工作的能力
，與此同時，維持良好的抗噪聲特性。因此，對於輸入電壓額定值高達75V的(de)情(qing)況(kuang)，有(you)可(ke)能(neng)在(zai)許(xu)多(duo)高(gao)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)應(ying)用(yong)中(zhong)擁(yong)有(you)很(hen)大(da)的(de)設(she)計(ji)裕(yu)量(liang)
，與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)
，仍(reng)然(ran)能(neng)夠(gou)產(chan)生(sheng)當(dang)今(jin)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)所(suo)采(cai)用(yong)的(de)那(na)種(zhong)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。環(huan)路(lu)補(bu)償(chang)成(cheng)為(wei)了(le)一(yi)種(zhong)相(xiang)對(dui)簡(jian)單(dan)的(de)設(she)計(ji)，而(er)現(xian)成(cheng)的(de)軟(ruan)件(jian)能(neng)夠(gou)使(shi)設(she)計(ji)從(cong)用(yong)戶(hu)的(de)觀(guan)點(dian)看(kan)幾(ji)乎(hu)是(shi)微(wei)不(bu)足(zu)道(dao)的(de)事(shi)情(qing)。

傳統的電流模式基礎

那麼

，首先要掌握電流模式控製是如何工作的?renmenyizhiqitucaiyongfuzadeshuxuegongshilaijieshidianliumoshikongzhidegongzuoyuanli。raner，youxiewangyourenwei，ruguobixucaiyongshuxuefangfalaijieshimoushi，najiushiyinweinibulejieta。yinci
，rangwomenkankan，womennengfoukaifayizhongjiandandezhijiaofangfalailijiedianliumoshikongzhi。

基ji本ben概gai念nian就jiu是shi把ba電dian源yuan級ji轉zhuan換huan為wei一yi個ge電dian流liu源yuan
，其qi受shou控kong電dian流liu的de水shui平ping由you一yi個ge誤wu差cha放fang大da器qi控kong製zhi。誤wu差cha放fang大da器qi監jian測ce輸shu出chu電dian壓ya
，並bing根gen據ju輸shu出chu電dian壓ya與yu其qi理li想xiang值zhi之zhi間jian的de偏pian差cha來lai控kong製zhi電dian流liu。控kong製zhi電dian感gan電dian流liu的de常chang見jian方fang法fa就jiu是shi測ce量liang該gai電dian流liu並bing當dang這zhe一yi電dian流liu達da到dao期qi望wang電dian流liu值zhi時shi關guan閉bi高gao邊bianFET(控製FET)。

從輸出濾波器—由一個跟負載電阻並聯連接的電容組成—的de觀guan點dian來lai看kan，電dian感gan器qi的de構gou成cheng就jiu像xiang一yi個ge可ke編bian程cheng電dian流liu源yuan。在zai誤wu差cha放fang大da器qi輸shu出chu中zhong的de任ren何he小xiao的de信xin號hao偏pian差cha將jiang導dao致zhi通tong過guo電dian感gan器qi的de小xiao的de信xin號hao電dian流liu變bian化hua。這zhe些xie小xiao的de信xin號hao電dian流liu變bian化hua流liu過guo輸shu出chu濾lv波bo器qi網wang絡luo的de阻zu抗kang，從cong而er導dao致zhi輸shu出chu上shang電dian壓ya的de微wei小xiao變bian化hua。因yin為wei輸shu出chuRC濾波器是一階係統，對輸出小信號響應的控製(也稱為安置增益)也是一階的。因此，係統非常易於進入穩定狀態。

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ECM基礎

大多數傳統的電流模式調整器通過監測控製FET的開態電流—ECM—來測量電感器的電流
，另一方麵，剛好在再次打開控製FET之前測量捕獲二極管中的電流。這一信息然後由采樣和保持電路捕獲，而采樣和保持電路由調整器的板上時鍾進行門控。

二極管的電流信息被保持，然後
，控製FET被打開。接著，小電流源開始為斜坡電容充電
，其容值已經被選為正比於電感器的數值。充電電流被編程為正比於輸入-輸出的電壓差。正因為如此，在這個電容上產生的斜坡電壓具有正比於電感器電流斜坡的斜率。

圖1：仿真電流模式控製方框圖。

當斜坡電壓接著被疊加至以前采樣下來的電流測量值之上，結果得到一個看起來很像控製FET的電流波形的梯形波形，減去所有常見的非理想特性。這就賦予ECM精(jing)確(que)地(di)控(kong)製(zhi)非(fei)常(chang)窄(zhai)脈(mai)衝(chong)的(de)開(kai)關(guan)的(de)能(neng)力(li)，這(zhe)是(shi)大(da)降(jiang)壓(ya)比(bi)率(lv)調(tiao)整(zheng)器(qi)非(fei)常(chang)需(xu)要(yao)的(de)一(yi)種(zhong)特(te)性(xing)。然(ran)而(er)，問(wen)題(ti)依(yi)然(ran)存(cun)在(zai)

，小(xiao)信(xin)號(hao)的(de)行(xing)為(wei)仍(reng)然(ran)是(shi)電(dian)流(liu)模(mo)式(shi)調(tiao)整(zheng)器(qi)所(suo)期(qi)望(wang)的(de)那(na)樣(yang)嗎(ma)?實際上，下麵的測量繪圖表明，顯然就是所期望的那樣。

圖2：ECM信號行為圖。
 

利用幹淨的、具有寬工作範圍的、單極點控製架構，最終用戶擁有利用這種便於補償的特點的靈活性，這一點是有趣的。用戶可以采用大約在300Hz的一個零點來實現非常簡單的
、顯性的極點補償。該設計容許從1KHz遠至30KHz之間的某個頻點出現交叉頻率
，因為這是簡單的RC補償。正是該控製架構的寬容特性才得以維持環路設計的簡單性。

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把ECM降低至切合實際

LM5576家族的SIMPLE SWITCHER降壓調整器就是利用這種簡便的補償特性，通過可達到的環路補償把一定程度的控製能力返回給用戶
，相比之下，以前版本的SIMPLE SWITCHER調整器完全依賴於內部的
、工廠預先編程的增益特性。

當然，為了真正利用環路增益的靈活性
，工作頻率也應該是靈活的。這就容許用戶在效率

、解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)尺(chi)寸(cun)以(yi)及(ji)動(dong)態(tai)性(xing)能(neng)之(zhi)間(jian)做(zuo)出(chu)性(xing)能(neng)折(zhe)中(zhong)。例(li)如(ru)，如(ru)果(guo)用(yong)戶(hu)要(yao)求(qiu)極(ji)佳(jia)的(de)動(dong)態(tai)性(xing)能(neng)，而(er)效(xiao)率(lv)卻(que)是(shi)次(ci)要(yao)考(kao)慮(lv)，那(na)麼(me)，設(she)計(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)運(yun)行(xing)在(zai)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)時(shi)鍾(zhong)頻(pin)率(lv)
，因(yin)此(ci)，把(ba)LC濾波器中存儲的能量最小化
，並容許得到更好的瞬態響應。

相反，對於以加大一些電路板空間來獲得最優化效率的應用，用戶可以選擇較低的時鍾頻率，相關的LC濾波器就較大。歸因於濾波器單元中存儲的較大能量，動態性能會被打折。然而，在任何一種情形下，環路可以方便地針對選定的LC濾lv波bo器qi元yuan器qi件jian以yi及ji時shi鍾zhong頻pin率lv進jin行xing裁cai剪jian。對dui於yu具ju有you很hen大da級ji別bie的de動dong態tai加jia載zai的de係xi統tong
，較jiao快kuai的de控kong製zhi環huan路lu準zhun許xu減jian小xiao輸shu出chu電dian容rong，因yin此ci，節jie省sheng了le整zheng個ge設she計ji的de成cheng本ben。

為了努力最小化用戶部分的設計工作量
，整個調整器可以采用完全自動化的
、著名的專家係統WEBENCH來(lai)設(she)計(ji)。該(gai)軟(ruan)件(jian)將(jiang)生(sheng)成(cheng)確(que)實(shi)穩(wen)定(ding)且(qie)達(da)到(dao)預(yu)期(qi)功(gong)能(neng)的(de)各(ge)種(zhong)設(she)計(ji)。然(ran)而(er)，該(gai)軟(ruan)件(jian)尚(shang)未(wei)智(zhi)能(neng)到(dao)自(zi)己(ji)就(jiu)足(zu)以(yi)把(ba)調(tiao)整(zheng)器(qi)的(de)動(dong)態(tai)性(xing)能(neng)設(she)計(ji)為(wei)最(zui)佳(jia)，那(na)還(hai)需(xu)要(yao)少(shao)量(liang)的(de)用(yong)戶(hu)介(jie)入(ru)。對(dui)於(yu)大(da)多(duo)數(shu)應(ying)用(yong)來(lai)說(shuo)
，那(na)是(shi)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)。

然ran而er，對dui於yu那na些xie在zai控kong製zhi環huan路lu中zhong需xu要yao少shao許xu額e外wai帶dai寬kuan的de情qing形xing來lai說shuo，用yong戶hu可ke以yi選xuan擇ze調tiao節jie補bu償chang。各ge種zhong瞬shun態tai仿fang真zhen的de結jie果guo可ke以yi被bei觀guan察cha到dao，就jiu像xiang觀guan察cha整zheng個ge環huan路lu增zeng益yi的de波bo特te圖tu一yi樣yang
，而er由you軟ruan件jian選xuan擇ze的de補bu償chang可ke以yi被bei調tiao節jie，以yi努nu力li改gai善shan環huan路lu的de動dong態tai性xing能neng。用yong戶hu可ke以yi自zi由you地di把ba環huan路lu帶dai寬kuan推tui至zhi遠yuan遠yuan高gao於yu工gong廠chang在zai傳chuan輸shu函han數shu中zhong開kai始shi顯xian示shi的de高gao頻pin率lv極ji點dian

，因yin此ci，在zai稍shao微wei犧xi牲sheng相xiang位wei裕yu量liang的de情qing況kuang下xia，可ke以yi擴kuo展zhan環huan路lu帶dai寬kuan，而er瞬shun態tai動dong態tai性xing能neng得de到dao了le充chong分fen的de改gai善shan。

為了迫使環路進入穩定狀態，對於電感器以及輸出電容的數值基本上沒有限製。在下麵的例子中，開關頻率被提高至500KHz，從而容許電感器的數值為15uH，而電容器的數值為220uF。與簡單的

、單片電路調整器相比，結果得到了一個看起來相當好的大負載階躍響應特性。

圖3：大負載階躍響應的實例。
 

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