type II补偿器的误差放大和跨导放大
type II补偿器的误差放大和跨导放大
- 1.前言
- 2.两种形式的传递函数
- 2.1 误差放大传递函数
- 2.2 跨导放大器传递函数
- 3.使用跨导放大的原因
- 参考文献
1.前言
之前看TI的DCDC芯片手册的时候,看到补偿电路有接在运放间的(comp和sense间)有接到地的(comp到GND),一直搞不清楚原因,最近看到有篇文章正好讲到,记录下来吧。
补偿电路有接在运放间的叫做误差放大器的补偿,如下图。
补偿电路有接在comp和地的叫做跨导放大器的补偿,如下图。
跨导放大器是开环,误差运放是闭环。
2.两种形式的传递函数
2.1 误差放大传递函数
假设
那么有
其中,幅值为
零点为
极点为
因为Ccomp比CHF大,所以零点比极点小,所以bode图如下
2.2 跨导放大器传递函数
跨导放大需要考虑运放的跨导。什么叫跨导,就是输出电流与输入电压的比值。
Vfb与Vout’的比值如下:
考虑到传函为交流小信号模型,直流的Vref等效为0,所以运放的电流输出与输入(-VFB)的比值为gm.
那么Vc的值为Vc与运放间的等效阻抗乘以运放输出电流。
等效阻抗先算Rcomp,Ccomp,CHF的值,与误差放大中跨接的等效阻抗一致,为:
然后再算这个等效阻抗与REA(运放输出等效电阻)的等效阻抗值。
但是由于
所以有
所以根据上面的分析
由此可见,跨导放大的零极点相对于误差运放的零极点没有变,但是增益不一样了,增益跟运放跨导、输出的上下拉分压电阻都有关。
3.使用跨导放大的原因
从前面的分析来看,跨导放大似乎没有改变零极点,只改变了增益,那为什么越来越多芯片中用到了跨导补偿呢?
好处主要针对芯片厂家来的。
跨导放大器的好处:
- 不含电阻,只包含跨导运算放大器和电容,便于集成,高频性能好。
- 具有大的输出阻抗
- 电路结构简单,电源电压和功耗都可以降低
但是文献中说跨导放大不适用于电压控制模式,因为分压电阻对低压输出的影响。
参考文献
TI的《Switch-mode power converter compensation made easy》
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