KOKT025 February   2024 TPS62873 , TPS62876-Q1 , TPSM8287A10 , TPSM8287A12 , TPSM8287A15

 

  1.   1
  2. 1머리말
  3. 2DCS 제어 토폴로지 개요
  4. 3고정 주파수 DCS 제어 토폴로지 개요
  5. 4스위칭 주파수 변화
  6. 5더 낮은 리플 절전 모드
  7. 6더 높은(또는 더 낮은) 부하 전류를 위한 스태킹(병렬)
  8. 7마무리
  9. 8참고 자료

4 스위칭 주파수 변화

빠른 과도 응답을 유지할 뿐만 아니라 COMP 핀의 외부 보상을 통해 더욱 개선하고 조정할 수 있는 고정 주파수 DCS 제어는 엄격한 공차 사양을 가진 고정 스위칭 주파수를 제공합니다. 스위칭 주파수가 온 타이머로 간접적으로 제어되는 대신 오실레이터로 직접 설정되기 때문에 주파수의 허용 오차는 장치별 데이터 시트에 지정됩니다. 표 1 및 표 2는 고정 주파수 DCS 제어 토폴로지를 사용하는 TPS62876-Q1의 스위칭 주파수 사양과 DCS 제어 TPS62869 스텝 다운 컨버터의 일반 주파수 사양을 비교합니다.

표 1 고정 주파수 DCS 제어 토폴로지를 사용하는 TPS62876-Q1은 전체 온도 및 입력 전압 범위에서 4개의 스위칭 주파수 옵션의 허용 오차 ± 10%를 지정합니다.
매개변수 테스트 조건 최소값 일반 최대값 단위
fSW 스위칭 주파수 fSW = 1.5MHz, PWM 작동 1.35 1.5 1.65 MHz
fSW = 2.25MHz, PWM 작동 2.025 2.25 2.475
fSW = 2.5MHz, PWM 작동 2.25 2.5 2.75
fSW = 3MHz, PWM 작동 2.7 3 3.3
표 2 DCS제어를 사용하는 TPS62869는 일반적인 스위칭 주파수만 지정합니다.
매개변수 테스트 조건 최소값 일반 최대값 단위
fSW PWM 스위칭 주파수 IOUT = 1A, VOUT = 0.9V 2.4 MHz

그림 4 및 그림 5는 애플리케이션의 스위칭 주파수와 부하 전류의 실제 변화를 비교합니다. 두 장치 모두 낮은 부하 전류에서 주파수를 줄이는 절전 모드를 지원합니다(두 그래프 왼쪽). PWM 모드(높은 전류)에서 작동하면 고정 주파수 DCS 제어에서 정밀하게 제어되는 스위칭 주파수를 제공하는 반면, DCS 제어의 스위칭 주파수는 부하가 증가함에 따라 약간 증가합니다. 강제 PWM 모드(그림에 없음)에서 고정 주파수 DCS 제어는 무부하까지 일정한 주파수를 유지합니다.

GUID-20240129-SS0I-BZHK-MHM2-WRPFX29HZLLJ-low.svg그림 4 DCS 제어를 사용한 TPS62869의 스위칭 주파수 변화.
GUID-20240129-SS0I-ZB7G-Z1GX-DDFRFQSH7K5M-low.svg그림 5 고정 주파수 DCS 제어를 사용한 TPSM8287A12 전원 모듈의 스위칭 주파수 변화.

절전 모드 외에도 스위칭 주파수가 오실레이터가 설정하는 주파수에서 벗어날 수 있는 두 가지 조건이 있습니다. 강력한 부하 과도 현상 동안과 최소 온 타임에 도달할 수 있습니다. 고부하를 적용할 경우 고압측 MOSFET은 전체 스위칭 기간보다 길게 켜져 있을 수 있으며, 고부하를 제거할 경우 전체 스위칭 기간 이상 꺼져 있을 수 있습니다. 두 시나리오 모두 장시간 켜기 또는 끄기 때문에 존재하지 않는 하나 이상의 펄스가 발생합니다.

고압측 MOSFET의 최소 온 타임에 도달하면 고정 주파수 DCS 제어와 DCS제어가 모두 최소 온 타임을 충족하고 출력 전압 조정을 유지하기 위해 스위칭 주파수를 줄입니다. 이는 주파수를 유지하지만 필요한 최소 온 타임을 충족하기 위해 출력 전압이 상승하도록 하는 일부 전류 모드 장치에 비해 개선된 성능을 제공합니다. 고정 주파수 DCS 제어와 DCS 제어는 모두 스위칭 주파수를 동일한 방식으로 줄이지만[2], 최소 온타임에 도달하고 주파수가 감소하는 작동 조건이 적고, 최소 온 타임이 낮기 때문에 고정 주파수 DCS 제어는 더 낮습니다. 예를 들어 TPS62876-Q1은 5V 입력 전압과 작동 온도 전체에서 최소 온 타임의 44ns의 최대 값을 지정합니다. 이처럼 최소 온 타임의 값이 낮기 때문에 자동차 및 우주 항공과 방위의 출력 전압 애플리케이션이 전체 시스템에 필요할 수 있는 더 높은 주파수 영역에서 작동할 수 있습니다.