但是因为有前馈电容,增益和相位已经受到影响,图4显示了相应的增益和相位图。
因为加入了前馈电容,所以与反馈电阻形成新的零点和极点,虽然Cff在其零点频率之后引入了增益提升,但是环路相位变化(提升)在零点频率和极点频率之间达到最大值; 请参见以下等式1和等式2的计算。
增加了前馈电容设计, 变换器可以更有效地响应输出电压上的高频干扰(交流阻抗小)。
图2和图4中的 bode 图显示, 每个反馈网络在较低频率下的响应是相同的。在中到高频率下, 随着通过 C1(CFF) 的阻抗路径的减小, 输出电压到反馈端的扰动(变化)衰减较小, 并有效地提供增益和相位的提升。
在DCDC工作电源中, 增加的增益和相位与会使得转换器对负载瞬态响应速度更快, 因为在反馈节点检测到的电压偏差在较高频率下衰减较少。转换器的反应是调整占空比, 以更快地纠正输出电压偏差。
为了优化瞬态响应, 选择合适的Cff 值, 这样环路反馈的增益和相位提升将增加转换器的带宽, 同时仍保持可接受的相位裕度。
通常, Cff 的较大值可提供更大的带宽改进。但是, 如果 Cff 过大, 前馈电容会导致环路增益交叉频率过高, 并且 Cff 相位提升贡献不足, 导致不可接受的相位裕度或不稳定性。
如下图所示,无前馈电容设计时,当负载(绿色)由小增大时,输出电压(黄色)曲线出现震荡,且很久才趋于平稳。
在同样的负载变化情况下,当有前馈电容设计时,输出电压很快输出平稳,且不会震荡多次。
上图中的VOUT就是DCDC的输出电压;R1和R2为反馈电阻;L为电感;COUT为输出滤波电容。
CFF就是前馈电容,22~68 pF就是建议取值大小,我们需要根据实际的负载情况来选取合适的前馈电容值。
设定一个前馈电容值,测量DCDC输出端的纹波电压大小;减小或者增大前馈电容值,再次测量纹波大小,直到纹波电压小于自身产品要求的纹波电压时,当前前馈电容我们认为是合适的。
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