3 固定頻率 DCS-Control 拓撲概覽

圖 2 展示固定頻率 DCS-Control 拓撲的基本原理圖，如 15A TPS62873 降壓轉換器中的實作。附添加振盪器可以直接設定切換頻率 (f_SW)，方法與電壓或電流模式控制相同。將振盪器輸入至控制迴路後，也可將切換頻率與套用的時鐘訊號同步化。

固定頻率 DCS-Control 通常用於高電流裝置，採用差分遠端感測。該裝置會調節 VOSNS 和 GOSSNS 針腳之間的電壓，這些針腳佈線穿過印刷電路板 (PCB) 直接在負載下感測輸出電壓。負載時的感測會克服並補償 PCB 平面與軌跡的 DC 電壓下降，也會補償裝置與負載間的電感延遲。這兩項特性對於在負載範圍內及負載暫態期間維持非常嚴格的規範非常重要。

差動分遙感訊號饋入轉導放大器 (g_m) 後，會將它們的差異與輸出電壓設定值進行比較。(爲簡單起見，圖 2 將此設定點顯示爲與 GOSTS 訊信號串聯的電壓源。)COMP 接腳提供此放大器的輸出，並透過 Type II (單極，一個零點) 網路接地進行補償。

這種外部補償可讓您將控制迴路最佳化至任何系統需求，從具強大負載暫態與大輸出電容的系統，到具有極少輸出電容與小尺寸的小或無負載瞬變的系統。與 DCS-Control 不同，快速回授路徑會經由此放大器，不會立即連接至比較器，因此可藉補償元件選擇增加 (或減少) 增益。若需要更強大的瞬態回應，可增加增益，並增加更多輸出電容。若應用中沒有強大瞬變，可減少增益並使用最少輸出電容，以實現最小尺寸。

根據應用需求調整瞬態回應的能力，可以在更嚴苛的瞬態下實現更嚴格的調節，這與以前的 DCS-Control 拓撲技術相比，又能達到嚴苛的處理器核心要求，例如 TI 的 Jacinto™ J7 和 MobileEyeQ6 [3‌-4]。 圖 3 展示三個可提供 46A 負載瞬變的 TPS62876-Q1 壓轉換器堆疊，同時可維持 0.875V 設定點 ±2% 以內的輸出電壓。

磁滯比較器會比較 COMP 接腳輸出與由 τ_aux 元件建立的電感器電流複本，並增加斜率補償以防止次諧波振盪。比較器的輸出會驅動設定重設 (SR) 鎖存電路，以及控制閘極驅動器和裝置運作的時鐘。振盪器控制切換，以精準地在切換頻率下發生。

設定重設鎖存器是為控制區塊詳細操作的簡化表示法，實作是為維持 DCS-Control 的快速，磁滯特性，進而能立即回應負載瞬變。例如，在負載突降瞬變 (輸出電壓上升時) 期間，磁滯比較器的輸出在時鐘訊號之上擁有優先權。轉換器會視需要延長高壓側 MOSFET 的關閉時間，以將輸出電壓調至最低過衝。與典型峰值電流模式控制相比，此作為可從本質上改善，在每時脈週期切換，持續為輸出增加能源，即使過高也一樣。減少輸出電壓過衝後，轉換器可將輸出電容大幅降低，這是對電源供應器成本與尺寸的最大影響。