TPS53355紋波注入電路的設計
發布時間:2020-10-01 來源:Frank Xiao 責任編輯:wenwei
【導讀】TPS53355作為D-CAP 模(mo)式(shi)的(de)代(dai)表(biao)芯(xin)片(pian),具(ju)有(you)優(you)異(yi)的(de)負(fu)載(zai)動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)性(xing)能(neng),以(yi)及(ji)非(fei)常(chang)簡(jian)單(dan)的(de)外(wai)部(bu)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu),被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)交(jiao)換(huan)機(ji),路(lu)由(you)器(qi)以(yi)及(ji)服(fu)務(wu)器(qi)等(deng)產(chan)品(pin)中(zhong)。D-CAP模(mo)式(shi)不(bu)同(tong)於(yu)定(ding)頻(pin)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)模(mo)式(shi),內(nei)部(bu)沒(mei)有(you)電(dian)壓(ya)誤(wu)差(cha)放(fang)大(da)器(qi),隻(zhi)有(you)一(yi)個(ge)比(bi)較(jiao)器(qi),這(zhe)樣(yang)做(zuo)一(yi)方(fang)麵(mian)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)變(bian)換(huan)器(qi)的(de)快(kuai)速(su)動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying),另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)對(dui)輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)紋(wen)波(bo)就(jiu)會(hui)有(you)一(yi)定(ding)的(de)要(yao)求(qiu),以(yi)滿(man)足(zu)芯(xin)片(pian)內(nei)部(bu)比(bi)較(jiao)器(qi)的(de)識(shi)別(bie)門(men)限(xian)。
隨著電路尺寸和使用壽命的優化,無電解電容已經成為未來的趨勢,瓷片電容的ESR參數相對小很多,很難滿足芯片最小紋波的要求,另輸出端負載對輸出電壓紋波的要求也越來越高,因此D-CAP控製模式芯片就需要設計RCC紋波注入電路以保證整個電路的穩定,那如何設計RCC紋波電路呢,又有哪些注意點呢?本文會做具體介紹。

圖1 TPS53355的RCC紋波注入電路
第一步:
設計要滿足電路的穩定性條件判據公式(1)(其中Rr和Cr分別對應圖1中R7和C1),這裏需要考慮輸出電壓較高時輸出電容容值的衰減情況,比如5V輸出且選用6.3V耐壓的輸出電容時,電容容值很可能會衰減為標稱容值的20%左右。從而導致電路的不穩定(如圖2),因此通過穩定性判據公式可以得到芯片的最小紋波注入大小(需要將此紋波注入大小與芯片內部比較器紋波需求、一般15mv進行比較,選取二者中的更大值,不過一般這個值會比芯片內部比較器紋波需求大)穩定性判據公式(1)的具體推導過程本文不再贅述,有興趣可以評論區留言提問。

圖2 不穩定時的開關波形
第二步:
設計中要判斷是否需要使用PG(power good)信號,以及是否需要使用FCCM模式,如果有以上的需求,設計時要保證芯片不觸發power good門限。因為一旦疊加紋波注入後的FB 觸發PG門限就會導致PG拉低,另使得芯片無法退出auto skip模式(如圖3)

圖3 芯片MODE 選擇設置
從圖4中我們可以判斷PG信號正常時,最高FB點不能超過0.6V* (1+15%),鑒於15%有正負5%的變化,所以FB最大不能超過660mv,紋波注入不能超過60mv。

圖4 芯片內部PG觸發邏輯
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