電源管理之對降壓調(diào)整器的高降壓比率進(jìn)行控制

利用干凈的、具有寬工作范圍的、單極點(diǎn)控制架構(gòu)，最終用戶擁有利用這種便于補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)的靈活性，這一點(diǎn)是有趣的。用戶可以采用大約在300Hz的一個(gè)零點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)非常簡單的、顯性的極點(diǎn)補(bǔ)償。該設(shè)計(jì)容許從1KHz遠(yuǎn)至30KHz之間的某個(gè)頻點(diǎn)出現(xiàn)交叉頻率，因?yàn)檫@是簡單的RC補(bǔ)償。正是該控制架構(gòu)的寬容特性才得以維持環(huán)路設(shè)計(jì)的簡單性。把ECM降低至切合實(shí)際

LM5576家族的SIMPLE SWITCHER降壓調(diào)整器就是利用這種簡便的補(bǔ)償特性，通過可達(dá)到的環(huán)路補(bǔ)償把一定程度的控制能力返回給用戶，相比之下，以前版本的SIMPLE SWITCHER調(diào)整器完全依賴于內(nèi)部的、工廠預(yù)先編程的增益特性。

當(dāng)然，為了真正利用環(huán)路增益的靈活性，工作頻率也應(yīng)該是靈活的。這就容許用戶在效率、解決方案的尺寸以及動態(tài)性能之間做出性能折中。例如，如果用戶要求極佳的動態(tài)性能，而效率卻是次要考慮，那么，設(shè)計(jì)工程師可以選擇運(yùn)行在比較高的時(shí)鐘頻率，因此，把LC濾波器中存儲的能量最小化，并容許得到更好的瞬態(tài)響應(yīng)。

相反，對于以加大一些電路板空間來獲得最優(yōu)化效率的應(yīng)用，用戶可以選擇較低的時(shí)鐘頻率，相關(guān)的LC濾波器就較大。歸因于濾波器單元中存儲的較大能量，動態(tài)性能會被打折。然而，在任何一種情形下，環(huán)路可以方便地針對選定的LC濾波器元器件以及時(shí)鐘頻率進(jìn)行裁剪。對于具有很大級別的動態(tài)加載的系統(tǒng)，較快的控制環(huán)路準(zhǔn)許減小輸出電容，因此，節(jié)省了整個(gè)設(shè)計(jì)的成本。

為了努力最小化用戶部分的設(shè)計(jì)工作量，整個(gè)調(diào)整器可以采用完全自動化的、著名的專家系統(tǒng)WEBENCH來設(shè)計(jì)。該軟件將生成確實(shí)穩(wěn)定且達(dá)到預(yù)期功能的各種設(shè)計(jì)。然而，該軟件尚未智能到自己就足以把調(diào)整器的動態(tài)性能設(shè)計(jì)為最佳，那還需要少量的用戶介入。對于大多數(shù)應(yīng)用來說，那是不必要的。

然而，對于那些在控制環(huán)路中需要少許額外帶寬的情形來說，用戶可以選擇調(diào)節(jié)補(bǔ)償。各種瞬態(tài)仿真的結(jié)果可以被觀察到，就像觀察整個(gè)環(huán)路增益的波特圖一樣，而由軟件選擇的補(bǔ)償可以被調(diào)節(jié)，以努力改善環(huán)路的動態(tài)性能。用戶可以自由地把環(huán)路帶寬推至遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工廠在傳輸函數(shù)中開始顯示的高頻率極點(diǎn)，因此，在稍微犧牲相位裕量的情況下，可以擴(kuò)展環(huán)路帶寬，而瞬態(tài)動態(tài)性能得到了充分的改善。

為了迫使環(huán)路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，對于電感器以及輸出電容的數(shù)值基本上沒有限制。在下面的例子中，開關(guān)頻率被提高至500KHz，從而容許電感器的數(shù)值為15uH，而電容器的數(shù)值為220uF。與簡單的、單片電路調(diào)整器相比，結(jié)果得到了一個(gè)看起來相當(dāng)好的大負(fù)載階躍響應(yīng)特性。

圖3：大負(fù)載階躍響應(yīng)的實(shí)例。