[FAQ] [参考译文] [常见问题解答]：理想二极管控制器或线性 ORing 控制器栅极电压在轻负载或空载时振荡

背景：
 理想二极管控制器或 OR-ing 控制器具有线性调节方案、可保持极低的正向电压(8mV-22mV)压降、这是预期行为。 为了保持环路稳定、需要一个小的最小负载电流、并且稳定运行所需的最小负载电流取决于电路中使用的 MOSFET 和输出电容。 无负载电流时的栅极振荡如图1所示。

线性稳压控制环路具有两个主极点、其中主极点位于外部 FET 的栅极、第二极点位于 FET 的输出端。 第一个极点接近原点、第二个极点取决于输出电容、也会随负载电流而变化。

图1：LM74700-Q1空载时的栅极振荡

图2显示了 LM74700-Q1具有极点位置的控制环路增益。 随着负载电流减小、第二个极点更靠近第一个极点、这会减小相位裕度。 图3 μA 了 MOSFET DM6007LFG 在10mΩ Ω ESR 和100k Ω 负载电流条件下驱动47uF 电容的波特图。 由于输出电容器的 ESR、第一极点接近原点、第二极点为700kHz、在34kHz 时为零。 波特图中计算出的相位裕度在100 μA 时为6⁰ μ m。

图2：线性稳压环路增益

图3：波特图：LM74700-Q1驱动 N 通道 MOSFET DM6007LFG

解决方案：

电解电容器 ESR 的影响：
根据控制环路增益、输出电容也会影响环路稳定性、尤其是输出电容器的 ESR 会以积极的方式影响稳定性。 具有高 ESR 的电解电容器有助于改善相位裕度、从而降低稳定运行所需的最小负载电流。 因此、当存在具有 ESR 的电解电容器时、保持栅极电压稳定所需的最小负载电流较低。

μA LM74700-Q1、需要至少100 μ A 的电流来保持栅极电压稳定、并在输出电压稳定时保持无纹波。 在 kΩ μA 至 GND 之间添加一个120k Ω 电阻器可在12V 输入电压下保持100k Ω 的负载电流。 请 μA、100 μ A 的最小电流会增加 Iq (导通)电流并增加 Iq (导通)电流。
图4 μA 了在增加100 μ A 负载电流后、在栅极电压没有振荡的情况下实现稳定运行。

图4：LM74700-Q1在100 μ A μA 电流下的稳定栅极电压

无需电解电容器 ESR 即可实现稳定运行：
μF μF 或模块中建议的最小0.1 μ F 或2.2 μ F 陶瓷电容以外的电解电容或存在大陶瓷电容、将增加稳定运行所需的最小负载电流。
为了更加精确、在没有电解电容器的情况下、输出端的栅极电压为2.2uF 时、稳定栅极电压需要最小1mA。 稳定运行所需的最小电流随着电解电容器及其高 ESR 而减小。

采用高功率 MOSFET 的应用：
随着 MOSFET 尺寸增大或 RDS (ON)减小、MOSFET 的 gm 导致的极点在更高的频率下出现。 需要根据 MOSFET 参数重新计算波特图中的相位裕度、因为 由于输出电容 ESR、极点可能会过零。