TPS53355紋波注入電路的設(shè)計(jì)

TPS53355作為D-CAP 模式的代表芯片，具有優(yōu)異的負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，以及非常簡(jiǎn)單的外部電路設(shè)計(jì)要求，被廣泛應(yīng)用于交換機(jī)，路由器以及服務(wù)器等產(chǎn)品中。D-CAP模式不同于定頻電壓和電流控制模式，內(nèi)部沒(méi)有電壓誤差放大器，只有一個(gè)比較器，這樣做一方面可以實(shí)現(xiàn)變換器的快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)，另一方面對(duì)輸出電容紋波就會(huì)有一定的要求，以滿(mǎn)足芯片內(nèi)部比較器的識(shí)別門(mén)限。隨著電路尺寸和使用壽命的優(yōu)化，無(wú)電解電容已經(jīng)成為未來(lái)的趨勢(shì)，瓷片電容的ESR參數(shù)相對(duì)小很多，很難滿(mǎn)足芯片最小紋波的要求，另輸出端負(fù)載對(duì)輸出電壓紋波的要求也越來(lái)越高，因此D-CAP控制模式芯片就需要設(shè)計(jì)RCC紋波注入電路以保證整個(gè)電路的穩(wěn)定，那如何設(shè)計(jì)RCC紋波電路呢，又有哪些注意點(diǎn)呢？本文會(huì)做具體介紹。

圖1 TPS53355的RCC紋波注入電路

第一步：

設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足電路的穩(wěn)定性條件判據(jù)公式（1）（其中Rr和Cr分別對(duì)應(yīng)圖1中R7和C1），這里需要考慮輸出電壓較高時(shí)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(shí)，電容容值很可能會(huì)衰減為標(biāo)稱(chēng)容值的20%左右。從而導(dǎo)致電路的不穩(wěn)定（如圖2），因此通過(guò)穩(wěn)定性判據(jù)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(nèi)部比較器紋波需求、一般15mv進(jìn)行比較，選取二者中的更大值，不過(guò)一般這個(gè)值會(huì)比芯片內(nèi)部比較器紋波需求大）穩(wěn)定性判據(jù)公式(1)的具體推導(dǎo)過(guò)程本文不再贅述，有興趣可以評(píng)論區(qū)留言提問(wèn)。

圖2 不穩(wěn)定時(shí)的開(kāi)關(guān)波形

第二步：

設(shè)計(jì)中要判斷是否需要使用PG(power good)信號(hào)，以及是否需要使用FCCM模式，如果有以上的需求，設(shè)計(jì)時(shí)要保證芯片不觸發(fā)power good門(mén)限。因?yàn)橐坏┋B加紋波注入后的FB 觸發(fā)PG門(mén)限就會(huì)導(dǎo)致PG拉低，另使得芯片無(wú)法退出auto skip模式（如圖3）

圖3 芯片MODE 選擇設(shè)置

從圖4中我們可以判斷PG信號(hào)正常時(shí)，最高FB點(diǎn)不能超過(guò)0.6V* (1+15%)，鑒于15%有正負(fù)5%的變化，所以FB最大不能超過(guò)660mv，紋波注入不能超過(guò)60mv。

圖4 芯片內(nèi)部PG觸發(fā)邏輯

審核編輯：郭婷