[参考译文] TPS548D22：5VIN 的 FSEL 斜坡选择设置

Fusheng Yu 

TPS548D22内的内部 RC 斜坡发生器与电感器配合使用、可生成 RSP 至 IL 的正向跨导：

gm = 8 x RC/L  

表7 - https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps548d22.pdf#page=25中给出了各种 FSEL 选择的 RC 值 

FSEL = 90.9kΩ 选择 Fsw = 875kHz 和 R x 3 (34.4μs)斜升。  对于150nH 电感器、这会产生1835S 的 RSP 至 IL 跨导

为了确保稳定性、需要有足够的输出电容、以便在875kHz 开关频率下(Vrs/Vout) x gm x Zout (f)< 1。

您的 Vout = Vrsp (无反馈分压器)、这意味着 Zout (200kHz)< 545μΩ μ V

当两个聚合物电容器的 ESR = 9mΩ(组合4.5mΩ)时、陶瓷电容器在200kHz 时需要620μΩ Ω 的阻抗、这将需要大约1个300μF。   这就是仅使用5个47μF 陶瓷电容器就会导致开关频率不稳定的原因。

更改为75kΩ 会将时间常数从34.4μs 减小到20μs、从而将正向跨导降低到1067S、只需要1.18mΩ 的陶瓷电容器 Zout (f)、约为670μF 的电容。   这是稳定的、但裕度低于我们通常建议的值。

改用60.9kΩ 会将时间常数减小到10.4μs、从而将正向跨导降低到555S、只需要陶瓷电容器的3mΩ 或大约265μF、并且明显显示出稳定的开关频率。

Fusheng Yu 

瞬态性能：

小信号瞬态性能将跟踪1/gm。  对于相同的瞬态负载变化、较高的 gm 将产生较低的输出电压偏转(下冲/过冲)。

具有最高斜坡时间常数(最低斜坡幅度)的 R x 3斜坡将产生最高 gm 和最佳的小信号瞬态性能

接下来是 R x 2斜坡、然后是 R x 1和 R / 2、随着斜坡幅度升高而 GM 降低。

由于 GM 公式与斜坡时间常数呈线性关系、因此负载阶跃上的预期输出电压变化与时间常数成反比。

将时间常数从20μs 更改为10.4μs 将使预期输出电压偏转(下冲或过冲)增加20/10.4 = 1.92%或92%

您 ΔVout ≅ ΔIout 使用我提供的 GM 公式来估算由 Δ V/ gm 突变导致的输出电压变化  

这不涉及非线性大信号响应、非线性大信号响应可能导致突然负载下降期间产生更大的过冲、这导致控制环路无法创建负占空比、从而产生取决于 Vout、 ΔIout、L 和 Cout 的过冲响应下限。

稳定性：

对于 GM x Zout (f)= 1频率大于30kHz (这特定于 TPS548D22实现)且开关频率小于1/4 (通常适用于 D-CAP3恒定导通时间控制)的所有环路、环路稳定性通常是相当的

注意： 这假设在靠近电感器的电容器处检测到 Vout。  电源路径中的额外电感(尤其是当与 Vout 遥感和遥感点的遥感功能结合使用以实现输入旁路(无论 TPS548D22由哪个器件供电)时、可将最大稳定频率降低至低于 Fsw/4。

抖动性能

脉冲频率抖动将随着斜坡幅度和压摆率的增加而减小、因此时间常数较低的环路将产生较少的脉冲频率抖动。