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LTC3807开关稳压器 DC/DC 控制器如何检查瞬态响应?

2026/8/20 14:58:04
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可以通过查看负载电流瞬态响应来检查调节器回路响应。开关稳压器需要几个周期来响应直流(电阻性)负载电流的阶跃。当发生负载阶跃时,VOUT的偏移量等于ΔILOAD(ESR),其中ESR是COUT的有效串联电阻。ΔILOAD也开始对COUT进行充电或放电,产生反馈误差信号,迫使调节器适应电流变化,并将VOUT恢复到其稳态值。在此恢复时间期间,可以监测VOUT是否存在过度过冲或振铃,这将表明存在稳定性问题。

OPTI-LOOP补偿允许在宽范围的输出电容和ESR值上优化瞬态响应。ITH引脚的可用性不仅可以优化控制回路行为,还可以提供直流耦合和交流滤波的闭环响应测试点。该测试点的直流阶跃、上升时间和稳定真实地反映了闭环响应。假设主要是二阶系统,则可以使用该引脚处的过冲百分比来估计相位裕度和/或阻尼因子。带宽也可以通过检查引脚的上升时间来估计。

LTC3807开关稳压器 DC/DC 控制器如何检查瞬态响应?

图1电路所示的ITH外部组件将为大多数应用提供足够的起点。

ITH系列RC-CC滤波器设置了主导极点零环补偿。一旦完成最终的PC布局和特定的输出电容器类型和值,可以稍微修改这些值以优化瞬态响应已经确定。需要选择输出电容器,因为各种类型和值决定了环路增益和相位。具有1μs至10μs上升时间的满载电流的20%至80%的输出电流脉冲将产生输出电压和ITH引脚波形,这将在不破坏反馈回路的情况下提供整体回路稳定性的感觉。

将功率MOSFET直接跨接在输出电容器上并用适当的信号发生器驱动栅极是产生真实负载阶跃条件的实用方法。由输出电流的阶跃变化引起的初始输出电压阶跃可能不在反馈回路的带宽内,因此该信号不能用于确定相位裕度。这就是为什么最好查看反馈回路中的ITH引脚信号,该信号是经过滤波和补偿的控制回路响应。

通过增加RC来增加环路的增益,通过降低CC来增加环路带宽。

如果RC的增加系数与CC的减少系数相同,则零频率将保持不变,从而在反馈环路的最关键频率范围内保持相移不变。输出电压稳定行为与闭环系统的稳定性有关,并将展示实际的整体电源性能。

第二个更严重的瞬态是由具有大(>1μF)电源旁路电容器的负载切换引起的。放电的旁路电容器有效地与COUT并联,导致VOUT迅速下降。如果负载开关电阻低并且驱动速度快,则没有调节器能够足够快地改变其电流输送,以防止输出电压的突然阶跃变化。

如果CLOAD与COUT的比率大于1:50,则应控制开关上升时间,使负载上升时间限制在约25•CLOAD。因此,10μF电容器需要250μs的上升时间,将充电电流限制在约200mA。

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