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[参考译文] TPS43000:有关 III 类补偿器增益的信息

Guru**** 1947850 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS43000, TINA-TI
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1002745/tps43000-information-about-type-iii-compensator-gains

器件型号:TPS43000
主题中讨论的其他器件: TINA-TI

您好!

自2017年以来、我一直在 ZETA 直流/直流转换器中使用 TPS43000、使用 通过实验从数据表中的 SEPIC 电路得出的网络结果非常好。  需要注意的是、我们将 PFM 与 DCM 一起使用、因此该调节应从此配置中获得一些好处。

最近、我在补偿器网络中深入研究了如何尽可能优化应对瞬态增加带宽的行为;在数据表中、我发现了5MHz 的单位增益带宽、并假设内部反馈运算放大器的 A0增益为1000。

现在、到这个点、本质上、增加带宽意味着增加增益、但我们在某些增益级别上遇到了一些稳定性问题: 当极点之间的增益高于20dB 和/或零点之间的增益高于0dB 时、 PFM 也会保持在不应出现的输出电流值、例如 OPAMP (TPS43000内部)的输出将在一定的饱和范围内!

查看数据表 SLUS489−2001年10月的参考电路后、我注意到补偿器网络中的增益非常低:

  • 对于 SEPIC 拓扑、极点间的最大增益为+11dB
  • 在降压拓扑中、零之间的噪声为-4.5dB。  

 此时、我确实认为、由于某些参数、增益应该是一个限值、我可能认为这些限值是最大补偿器输出电压(或调制器斜坡电压)和调节漂移(PFM 中为 Vout 的2%)。 但所有这些都是推测、那么我想了解更多信息、以便从我设计的电路中获得最大值。

当然,以上都可能是错的… 请告诉我!

非常感谢您的帮助。

Maurizio

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    您好、Maurizio、

    感谢您考虑使用 TPS43000。  恐怕对 SEPIC 环路增益存在误解、而 SEPIC 环路增益不是由 R3决定、而是由 R1决定。  此外、补偿取决于拓扑和电源电路设计、因此不应相同。  有关正确的环路补偿设计、请参阅以下文章。

    e2e.ti.com/.../slup113_2D00_Control-Loop-Cookbook-by-LDixon.pdf

    谢谢、

    应用工程学 Yohao Xi

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    谢谢你的回复,Youhao。。

    这份文件很有趣,我知道大部分的概念… 但它也没有帮助、因为未涵盖 III 类补偿器。

    我知道这是我昨天写的关于增益的内容、并不是确切的真实情况、因为在 III 类电压模式补偿器中、增益从原点的极点下降到第一个零点、它一直保持平坦直到第二个零点、 然后、在渐近波特图中、它以+20dB/十倍频上升至第一个极点、再次平坦至第二个极点、然后再次以-20dB/十倍频下降。

    但是、对于快速评估、大约零之间的增益由 R2/R1完成、而2个极点之间的增益由 R2/R3完成。 它比这更复杂... 但它有助于了解从何处开始。

    现在、通过调制器和功率滤波器的图、我尝试将带宽扩展到50kHz 左右、因为 ZETA 拓扑没有 RHP (即使四阶 L-C 组合存在其他问题)。

    因此、我开始将零点之间的增益设置为0dB (R2 = R1)、并移动第二个零点和第一个极点、以获得必要的增益、从而将穿越频率设置为大约50kHz。

    我发现的 Rbias =10kOhm 值为:R1和 R2=37.4kOhm、R3=1kOhm、C1=4.7nF、C2=27pF、C3=680pF。

    在这些值下、无论是在 PFM 还是 CCM 模式下、电路在输入电压介于3V 至4.25V 之间时都是稳定的、但如果我将 C3更改为1nF、电路在 PFM 模式下都能工作、而在 CCM 模式下则不会工作、并且总体效率非常低。

    我知道您不可能非常准确、但我希望您能向正确的方向驾驶我。

    谢谢

    Maurizio

    PS:链接上的文件不完整,缺少所有附件.

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    您好、Maurizio、

    III 型基于 II 型、在反馈分压器的高侧电阻器处添加了另一个极点和零点、以帮助稳定电压模式控制的转换器环路。 您可以根据电站的特性自由放置极点和零点。 下面是 TI 工程师的另一篇文章、其中介绍了 III 类补偿器应用。  希望这能有所帮助。

    https://www.ti.com/lit/pdf/slva633?keyMatch=LOOP%20COMPENSATION&tisearch=search-everything

    谢谢、

    Youhao

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    再次感谢 Youhao。

    事实上、我知道文献编号 slva633... 我使用它尝试了解总体行为、因为 ZETA 转换器"接近于"反激式类型、没有 RHP 零点、并且 PWM 模块以不同的方式连接。

    无论如何,在研究这些文件后,我仍然想知道至少以下几点:

    1. TPS43000的参数仍然未知、我只有单位增益带宽、5MHz、但它的 A0增益和斜坡 Vp 的振幅却没有变化
    2. 关于模型 PWMVM、在原理图中 CCM-DCM 符号有5个端子(s d a k ctrl)、但在附录中给出的 TINA-TI 模型 PWMVM 中、仅列出4个端子、名称不同(a c p d)、这在 Vorerian PWM 开关看来(????)。
    3. 在 TINA-TI 中、我找不到 CCM-DCM 符号: 它在哪里

    再次感谢您和 TI 提供的信息、但恐怕这有点不符、不是吗?  

    我将尝试重新考虑所有问题、因为我喜欢掌握自己的设计、而不是仅仅因为 III 类反馈网络值的实验变化使电路运行良好。

    但是、如果没有 CCM-DCM 符号及其正确的 PWMVM SPICE 模型、我就找不到任何地方了!

    希望获得一些更准确的信息、我致以诚挚的问候

    Maurizio

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    Maruizio、您好!

    COMP 引脚上的最小和最大电压是您可以从斜坡使用的最大电压、因此斜坡大约为2A。

    2.和3. 我建议切换到 TI 的 PSpice。  https://www.ti.com/tool/PSPICE-FOR-TI

    根据 CCM-DCM 模型:如果您稳定 CCM 的转换器、通常 DCM 也是稳定的。 因此、CCM 模型通常足够好。

    此致、
    Brigitte

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    非常感谢

    关于 TPS43000的调制器斜坡、我昨天在另一份文献 SLVA301中发现它是1V

    因此、由于 COMP 输出可以达到2V、因此建议使用最大增益来避免反馈信号随后发生眩光饱和、这是什么?  

    这方面有任何规则吗?

    关于 CCM 与 DCM、我同意您的假设、而关于 PSPICE、我无法使用 TI PSPICE、因为 Cadence SW 不再工作(恢复它是一场噩梦!)。

    再次感谢

    Maurizio  

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    Maurizio、您好!

    我认为、1V 应该是不进入饱和状态的良好起点。

    对于 TI Spice、很抱歉您遇到问题。 通常、TI Spice 和 Cadence 应该能够并行工作、而不会出现任何问题。

    如果您使用 Cadence、您也可以在 PSpice 中使用我们的模型、而无需使用 TI Spice。

    此致、
    Brigitte