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[参考译文] TPS54240：需要了解小型 SIG 交流补偿的帮助

admin
Guru**** 2373240 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS54240
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/624484/tps54240-need-help-understanding-small-sig-ac-compensation

器件型号：TPS54240

您好！

我正在基于此芯片设计多个 SMPS。  我想、除了小信号交流补偿选项之外、我还掌握了所有其他功能。 我已经阅读了论坛上有关该器件的所有内容、并多次浏览了数据表、但我仍然有些迷路。  

我正在尝试设计一个输出电容为10uF 的24V 至12V 降压电源。  输出电容器是陶瓷电容器、有两个并联电容器可产生1毫欧的 ESR。  我计划使用22uH 电感器以1.2MHz 的开关速度运行器件。  

我的问题是：

1.如何确定您是否需要补偿引脚上的任何东西？  我看到您可以计算 Ro 和 Co、但在 Co 方程中、TI 确切地说 BW (Hz)是什么(数据表第29页)？  什么带宽？  这是我的控制环路带宽吗？  误差放大器 BW？...

2.我正在成像 AOL (v/v)是开环伏/伏增益...该数字来自哪里？

3. 对于方程式16、您通常如何估算负载电阻？  例如、这将驱动更多的 TPS54240稳压器、并且数据表中没有列出输入阻抗。  您通常只是猜测吗？  我没有所有 IC 的所有输入阻抗。

如果有人可以详细阐述这个主题并解释我缺少的一些基本原理、那将会非常有帮助！

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    TI__Guru**** 2373240 points
    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。
    Robbie 你好！
    对于此特定器件、有计算电子表格、可用于根据特定解决方案和应用要求计算组件值。
    可在此处找到

    www.ti.com/.../toolssoftware

    只需查找 TPS54x40…… 设计电子表格。
    此电子表格将逐步指导您完成设计过程。 请注意、它所引用的方程式编号因您使用的器件而略有不同。
    但愿这对您有所帮助。
    此致
    Brani
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    TI__Guru**** 2373240 points
    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。
    感谢你们的指导！ 我找到了该电子表格、今天就可以使用。

    您能否详细说明如何确定是否需要向 COMP 引脚添加任何补偿元件？
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    TI__Guru**** 2373240 points
    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。
    Robbie 你好！
    您需要向 COMP 引脚添加某种类型的补偿网络。
    这是误差放大器和电流模式控制环路的补偿节点的输出。
    最简单的形式是它只能是单个电容器、但它主要是作为 COMP 引脚和接地之间连接的 RC 网络实现的。
    对于大多数电流模式、使用降压稳压器类型 II 补偿。 以下链接详细介绍了 II 型补偿
    www.ti.com/.../slva662.pdf

    此致
    Brani
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    TI__Guru**** 2373240 points
    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。
    好的。 感谢您发帖！ 我尚未阅读此特定应用手册、因此我将在今晚进行介绍。
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    TI__Guru**** 2373240 points
    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。
    不幸的是，在阅读这份文件和许多其他文件时，没有完全为我清除任何问题。 事实上，我原来的一些问题仍然存在。

    1.您如何确定是否需要补偿网络？ 不同的说法是、我如何计算降压稳压器设计的相位裕度？ 是否有人能在这个过程中发出一些信息？
    在我看来、您应该首先计算相位裕度/增益、以确定是否需要应用补偿。 您是否只是计算双极 LC 滤波器的传递函数并使用它？

    二、传递函数好像有三个部分。 调制器、误差放大器、输出 LC 滤波器。 您是否需要找到所有这些的传递函数、一旦完成、这三个乘积一起构成了您的整体环路传递函数？ 即 H_1 (s)* H_2 (s)* H_3 (s)、其中1、2、3分别是调制器、LC 输出滤波器、误差放大器？


    在阅读所有这些应用手册、数据表等内容时、我知道插入零点以将相位提高一点、但我更难理解如何将这些信息应用到设计中、从而了解何时以及为何使用此补偿。

    例如、我正在使用的器件(TPS54240)的数据表会根据假设示例电路带宽需要扩展到35kHz 的情况、向您介绍该过程。 为什么？ 您如何选择该目标？ 您为什么选择该目标？ 有必要吗？

    我确信我缺少一些明显的东西、或者只是以错误的方式看待这个问题。 感谢您的支持和时间！
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    TI__Guru**** 2373240 points
    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。
    Robbie 您好！

    我可以尝试与您讨论您的问题。

    存在补偿网络以确保环路的稳定性。 您知道、我们有环路稳定性的标准、例如、正相位裕度和穿越0dB 轴时的"-1"斜率。 为了确保我们能够满足这些要求、我们需要额外的零和极点。 让我们以峰值电流模式转换器为例、如果没有补偿网络、 我们使用的是具有低 ESR 的陶瓷输出电容器、当穿越0dB 轴时、我们可能具有"-2"斜率、因为截止频率之前有两个极点(一个由 Rload 和 Cout 形成、另一个由 EA 形成。 ESR 零点可以远于交叉点)。 这可能会导致环路不稳定。 此外、由于环路中组件的寄生参数、实际环路中还有一些我们未包含在分析中的其他零点和极点。 在补偿网络中、我们从补偿网络获取的零点和极点将主导环路的频率响应、使其稳定。
    为了观察不稳定性、您只需移除我之前尝试过的补偿网络即可。 您可以测量 SW 节点和输出的波形。 SW 节点上的脉冲可能混乱、输出电压可能具有较大的"纹波"。

    2.为了更容易理解、您可以将环路分为两部分。 一个是反馈+ EA+补偿网络、此部件的输出为 Vcomp。 另一部分是功率级(包括调制器和 LC)、其输入为 Vcomp、输出为 Vout。 您可以将它们相乘以获得总体环路传递函数、但也可以在器件中单独分析零和极点、因为乘法运算不会更改它们。 您可以在我们的数据表中发现分析遵循了这一细分。

    对于您自己的设计、更简单的方法是从用于补偿的 EVM 配置开始。 然后更改补偿网络的组件值、以优化稳定性和瞬态性能。 更高的带宽将改善环路的瞬态响应、这意味着负载突然变化时的下冲/过冲更低。

    此致
    Sam
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    TI__Guru**** 2373240 points
    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。
    感谢您的回答 Sam。 这对我来说很有意义。 听起来我可以根据#2快速计算传递函数来获得一个想法。
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    TI__Guru**** 2373240 points
    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。
    Sam、您好！

    因此、如果我的理解是正确的、那么数据表中的等式14是您上面提到的功率级的传递函数。 是这样吗？

    至于误差放大器传递函数、该等式是20吗？

    如果上述两点正确、那么我将把传递函数的这两个部分相乘以得到总体传递函数吗？
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    TI__Guru**** 2373240 points
    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。

    Robbie 您好！

    是的、我认为您是对的。 您可以从此处开始了解和设计补偿网络。 谢谢！

    此致、

    Sam