前言:
楊帥鍋:因?yàn)閭€(gè)人能力,時(shí)間,研究方向有限,所以后續(xù)我會(huì)邀請(qǐng)一些技術(shù)大佬來(lái)發(fā)技術(shù)類文章,這樣就可以更加豐富公眾號(hào)的內(nèi)容。
COT控制系列:
1,COT控制模式簡(jiǎn)述part1
2,COT控制模式簡(jiǎn)述part2
在上兩期的討論中,我們說(shuō)到了COT的基本特性和穩(wěn)定性。有朋友問(wèn)到,COT和滯環(huán)控制相比究竟有何優(yōu)勢(shì)?因此先把紋波補(bǔ)償這個(gè)問(wèn)題再放一放,本期將把第一期未說(shuō)明的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題做進(jìn)一步的討論。
滯環(huán)控制的一大缺點(diǎn)就是開(kāi)關(guān)頻率會(huì)隨著不同的系統(tǒng)參數(shù)受到影響,而COT可以通過(guò)一些改進(jìn)使得“開(kāi)關(guān)頻率保持不變”。這種改進(jìn)的控制方法被稱為自適應(yīng)恒定導(dǎo)通時(shí)間模式(adaptive constant on time, ACOT)。
當(dāng)Buck變換器處在CCM時(shí),必有
Ton是恒定的導(dǎo)通時(shí)間,開(kāi)關(guān)頻率僅與輸入電壓和輸出電壓有關(guān)系,開(kāi)關(guān)頻率與輸入電壓成反比關(guān)系,與輸出電壓成正比關(guān)系。如果我們讓恒定的導(dǎo)通時(shí)間Ton與Vin成反比,而與輸出電壓Vout成正比,就可以抵消Vout和Vin的影響,從而使得開(kāi)關(guān)頻率近似于保持不變。
圖7ACOT和COT在輸入電壓變化時(shí)的開(kāi)關(guān)頻率變化對(duì)比
具體是怎么實(shí)現(xiàn)的呢?我們引入一個(gè)k值,使得Ton滿足下列式子,就可以保證。
這種定時(shí)器非常易于實(shí)現(xiàn)。
圖8 ACOT基礎(chǔ)的定時(shí)器架構(gòu)
當(dāng)Buck變換器處在DCM時(shí),可以根據(jù)能量守恒原則,推算開(kāi)關(guān)頻率的表達(dá)式。忽略變換器的損耗,輸入電壓則輸入能量為
可以看出,開(kāi)關(guān)頻率與負(fù)載電流成正比,負(fù)載電流越小時(shí),開(kāi)關(guān)頻率也越小,這意味著輕載下,開(kāi)關(guān)損耗也會(huì)大大的減小,無(wú)疑提升了輕載工況下的效率。
圖8 COT模式DCM-CCM無(wú)縫切換
這絕對(duì)是COT控制模式的一大優(yōu)勢(shì),并且DCM和CCM可以無(wú)縫切換,而不必像一些混合模式芯片,輕載進(jìn)入Burst Mode或者 Pulse Skipping工作模式,需要做內(nèi)部邏輯切換。我們還可以把DCM下的開(kāi)關(guān)頻率表達(dá)式寫(xiě)成比較統(tǒng)一的形式。
根據(jù)這個(gè)表達(dá)式可以看的更清楚,DCM下,電感電流紋波率r>2,開(kāi)關(guān)頻率必然小于CCM下的開(kāi)關(guān)頻率,也可以解釋為什么COT模式可以做到無(wú)縫切換,因?yàn)?span id="5vgeo944t" class="hljs-built_in">r的變化是連續(xù)的。
下一期,我們先說(shuō)下關(guān)于COT控制模式另一個(gè)重要議題——開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的邊沿抖動(dòng)jitter。
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COT
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滯環(huán)控制
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