DCDC前馈电容

 

 

一般DCDC电路中，会在连接输出的反馈电阻上并联一个电容，如TPS7A88上并联了一个10nf的电容。

这个叫微分负反馈电容。通常在电压反馈中并联在反馈通路上。 主要是针对输入电压突然波动或者输出负载突然波动时，输出电压产生变化时候增加反馈量以及调整输出达到稳定。

 这个叫作微分负反馈。通常在电压反馈中并联在反馈通路上，主要是针对输入电压突然波动或者输出负载突然波动时，输出电压产生变化的时候增加反馈量（即反馈强度）以及时调整输出达到稳定。加快了电源的动态响应过程，使得输入电压突变或负载突变时输出波动范围减小，避免超调现象，增加稳定性。在实际使用中，如果参数配置合适，可使得开关电源即使运行在空载状态下也能稳定工作，而不会出现振荡（通常的开关电源会有假负载以增加空载时的稳定性），可取消假负载或者减小假负载的消耗功率。
这个用来追踪输出电压的变化反馈，当输出负载端的电压变化时能快速反馈到ic及时调节输出的电压
讲电压微分负反馈，首先要明白微分的意思，就是微小的变化量；
电压微分负反馈其实质就是对电压微小变化量的反馈，它利用电容电流的超前作用，将电压的微小变化量提前反映到运算放大器中，使得系统对微量变化反应更快，而且避免了系统调节末期超调量的出现。

 

 输出电压公式为：Vout=Vfb*(1+R1/R2)

 

 https://www.lishenxin.cn/xinwenzixun/dianzizhishi/524.html

 

 https://www.elecfans.com/d/1847562.html

上图为DCDC典型应用电路，CIN为输入滤波电容，CBOOT是上管驱动“自举”电容，L是储能电感，R1和R2是反馈电阻，Cfb是前馈电容，COUT是输出滤波电容，RT是内部运放补偿器件。

一、理论分析

没有前馈电容

如果没有前馈电容，内部补偿DC-DC转换器的反馈网络由两个反馈电阻组成，用于设置转换器的输出电压，如图1所示。

 

 图2显示了相应的增益和相位图。

 

 

有前馈电容

图3显示了在反馈网络中添加了前馈电容C1(Cff)。

 

 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。

(1)RI和CFF形成了一个零点

(2)RI、R2和CFF形成了一个极点

零点和极点的位置如Figure 4所示。(在上面)

 

二、前馈电容的作用

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。

一般的方法：

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。

 

 

https://www.dgjs123.com/dianlu/6896.htm

 

上面的C1滤波，加上C1可以减小高频增益。也就是说，输出端的高频信号有一部分会通过C1返回到输入端。

不过，返回回来的信号跟输入的信号是不同相的。因此，就会有一部分高频信号被抵消掉了。最后反映到输出端的现象就是低频增益变大。

 

 

限制放大倍数的工作原理就是，输出端的任意电压都会被反馈电阻以一定的返回系数送回输入端与输入信号进行相减处理。

这样，小信号输入的时候，反馈回来的信号也是小的。那么，对输入信号的影响就要小些。

这时，信号基本以最大放大倍数输出。当输入信号较大时，返回的信号也会变大。

然后，就会对输入的信号进行相减处理。这样，就不至于使运放进入锁死状态。