NEST025 February   2024 TPS62873 , TPS62876-Q1 , TPSM8287A10 , TPSM8287A12 , TPSM8287A15

 

  1.   1
  2. 1簡介
  3. 2DCS-Control 拓撲技術概覽
  4. 3固定頻率 DCS-Control 拓撲概覽
  5. 4切換頻率變化
  6. 5低漣波省電模式
  7. 6堆疊 (並聯) 以實現更高 (或更低) 負載電流
  8. 7結論
  9. 8參考

4 切換頻率變化

除了維持快速瞬態回應 (可透過 COMP 接腳上的外部補償進一步改善與調整) 之外，固定頻率 DCS-Control 還提供了嚴格公差規格的固定切換頻率。由於切換頻率是直接透過振盪器設定，而非透過開啟計時器間接控制，因此特定裝置的產品規格表會指定頻率公差。 表 1 並表 2使用固定頻率 DCS-Control 拓撲比較 TPS62876-Q1 的切換頻率規格，對比於與 DCS-Control TPS62869 降壓式轉換器的典型頻率規格。

表 1 TPS62876-Q1 採用固定頻率 DCS-Control 拓撲，在完整溫度與輸入電壓範圍中指定四個切換頻率選項的 ±10% 公差。
參數 測試條件 最小值 典型值 最大值 單位
fSW 切換頻率 fSW = 1.5MHz、PWM 操作 1.35 1.5 1.65 MHz
fSW = 2.25MHz、PWM 操作 2.025 2.25 2.475
fSW = 2.5MHz、PWM 操作 2.25 2.5 2.75
fSW = 3MHz、PWM 操作 2.7 3 3.3
表 2 使用 DCS-Control 的 TPS62869 僅指定一般切換頻率。
參數 測試條件 最小值 典型值 最大值 單位
fSW PWM 切換頻率 IOUT = 1A、VOUT = 0.9V 2.4 MHz

圖 4 圖 5並比較切換頻率與應用中負載電流的實際變化。兩種裝置都支援省電模式，能降低較低負載電流下的頻率 (兩張圖表的左側)。在 PWM 模式下運作 (在高電流下) 可為固定頻率 DCS-Control 產生精確控制的切換頻率，而 DCS-Control 的切換頻率則會隨負載增加而稍微提高。在強制 PWM 模式 (未顯示) 下，固定頻率 DCS-Control 可將其固定頻率降至無負載。

GUID-20240129-SS0I-BZHK-MHM2-WRPFX29HZLLJ-low.svg圖 4 具備 DCS-Control 的 TPS62869 切換頻率變化。
GUID-20240129-SS0I-ZB7G-Z1GX-DDFRFQSH7K5M-low.svg圖 5 具固定頻率 DCS-Control 的 TPSM8287A12 電源模組切換頻率變化。

除了省電模式外，在兩種情況下切換頻率可能會偏離振盪器設定的頻率：在強負載暫態期間，以及達到最小開啟時間。施加高負載時，高側 MOSFET 會開啟超過完整切換週期的時間，而移除高負載時，其關閉時間可能會超過完整切換週期。這兩種情況都會導致一個或多個脈衝因延長開/關時間而不存在。

若達到高側 MOSFET 的最小開啟時間，固定頻率 DCS-Control 和 DCS-Control 會降低切換頻率，以符合最小開啟時間，並維持輸出電壓穩壓。與部分能維持頻率但讓輸出電壓上升以符合所需的最小開啟時間的電流模式裝置相比，此裝置的性能已獲得提改。雖然固定頻率 DCS-Control 和 DCS-Control 以 [2] 的相同方式降低切換頻率，但固定頻率 DCS-Control 在達到最小開啟時間的操作條件較少，而且最小開啟時間較低，因此頻率降低。例如，TPS62876-Q1 指定在 5V 輸入電壓和所有操作溫度下最小開啟時間的 44ns 最大值。例如，這麼低的最小開啟時間值，就能在汽車與航太與國防應用中降低輸出電壓，並在整體系統有時需要的高頻率區域中運作。