元芳:大人!大人醒醒!
狄:元芳……我怎么会在这?(从一堆仪器和电路板中爬起)
元芳:大人昨夜三更就从寝室来到工作室……接通了所有仪器和单板……
狄:(看着地上一团团的草纸画满了各种符号)唔……看来又夜游了……
元芳:大人,昨天的波形……元芳还是十分困惑,大人可否明示?
狄:元芳,在你看来,什么情况下会导致这样的电源波动呢?
元芳:最常见就是输出电感和电容选择不当,电感额定电流不足会导致电感饱合,这种情况大多波动很大,而且波形往往不圆润;输出电容太小或电容ESR太高也会导致纹波较大。这两种情况是初入江湖者易犯通病,大人肯定不会出此错误。而且此两种情形纹波与开关频率必然一致,与元芳所见波形绝无相似,这其中必有隐情!
狄:元芳,你越来越独道了!
元芳:大人,难道是负载端周期性的电流波动?
狄:如果是其他单板也就罢了,此板主要耗电就是一片DM648,板上并无大的周期性需求变化。元芳,你可知道零极点?
元芳:大人,元芳入世之前听说江湖传言,据说学好零极点便可独步江湖!也顺便学得一二,但只知复杂大功率电源系统会用得到,难道我们这样高集成的电源芯片竟也与此有关?
狄:元芳,你来看这个图。
元芳:此图是TPS65251的完整反馈回路,“gm=130u”运放是电流型误差运放,为TI开关电源所惯用,“Current Sense”是开关电源输出电流相对误差比较器输出电压变化的等效模型,CO与RESR分别是输出电容的容值和等效串联电阻,RL是等效负载。R1与R2分别是用于电压设置的反馈电阻。RC、CC、CROLL是补偿网络。不过,大人,这个Cff元芳不清楚其用意。大人,元芳略知各块所指,但面对这整个环路图,元芳是一头雾水。
狄:元芳莫急!你先看能否指出此图中零极点分布情况!
元芳:……大人,元芳对此稍有生疏,请待元芳回房翻阅宝鉴,明天再来答复大人。
年纪大了,跟不上形势,伶仃看到“元芳,此电路你怎么看?”还以为这是给某人的帖子,所以几天没有点击此贴。今日看了此帖,感到很好,形式新颖,又是讨论电路的平台。
现在分析一下电路:RL为负载电阻,它将iL电流转换为电压,其R1与R2为采样电阻,其阻值要>>RL,RL的电压经R1、R2分压加在运放器的输入--, 输入+电压(0.8V)是基准电压,二者相等,其自动调节是这样的:当输出电流iL有变大趋势时,其RL的电压变大,其R1与R2的分压值也变大,此值输入到运放器的输入-端,使运放器输出变低,经I/V电路使其输出电流iL变小,即使输出电压变小,从而达到自动调整输出电压不变的控制作用。
Cff 为积分电容,在这里起加速反馈量的作用:电容的特点是其电压在电路突变瞬间保持其变化前的电压值,再逐渐增加或减小直至到稳态。R1与R2 之比,等于其电压之比,即:R1/R2=(UL-U2/U2,U2=UL*R2/(R1+R2),如R1/R2=10/1,则:U2=UL/11,可见U2(采样电压)仅为输出电压的1/11。如输出电压增加△U,其反馈到运放器输入-的电压变化量为△U的11分之1,如R1并上Cff,在输出电压增加△U时,由于Cff保持变化前的电压不变,即R1的电压不变,则这增加△U就加在R2电阻上,而不是△U的11分之1,故起加大反馈量的作用。