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如下图为典型的DCDC电路：芯片是台湾省立琦科技的。
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上图为DCDC典型应用电路，CIN为输入滤波电容，CBOOT是上管驱动“自举”电容，L是储能电感，R1和R2是反馈电阻，CFF是前馈电容，COUT是输出滤波电容，RT是内部运放补偿器件。 一、理论分析没有前馈电容如果没有前馈电容，内部补偿DC-DC转换器的反馈网络由两个反馈电阻组成，用于设置转换器的输出电压，如图1所示。
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% r7 B. I1 q% ?+ T$ ^3 p输出电压公式为：Vout=Vfb*（1+R1/R2） 图2显示了相应的增益和相位图。* J- d4 K- H: v0 k; \# `8 e3 _6 z1 N
有前馈电容图3显示了在反馈网络中添加了前馈电容C1（Cff）。% S! R* M7 [% l' u4 N/ y
0 J- K5 y) R1 {( i% | Y
输出电压公式为：Vout=Vfb*（1+R1/R2）。 但是因为有前馈电容，增益和相位已经受到影响，图4显示了相应的增益和相位图。5 N( G; t! n6 U/ Y9 ]
/ c8 O, E/ Z! y0 G3 ?+ l9 q/ f
因为加入了前馈电容，所以与反馈电阻形成新的零点和极点，虽然Cff在其零点频率之后引入了增益提升，但是环路相位变化（提升）在零点频率和极点频率之间达到最大值; 请参见以下等式1和等式2的计算。
) m) f6 ^; r% o4 O1 S# q/ d（1）RI和CFF形成了一个零点
: q k6 F1 l2 G9 D+ t1 q+ y
（2）RI、R2和CFF形成了一个极点* @# A4 C/ b: l6 w% c; J" m. q
) R! I2 G4 \8 @( J& v零点和极点的位置如Figure 4所示。（在上面）
+ F" J. s# `, F0 I: Z6 B; J' G/ H二、前馈电容的作用增加了前馈电容设计, 变换器可以更有效地响应输出电压上的高频干扰（交流阻抗小）。
3 |& y- p9 j) a; X+ {! P( g0 _图2和图4中的 bode 图显示, 每个反馈网络在较低频率下的响应是相同的。在中到高频率下, 随着通过 C1（CFF） 的阻抗路径的减小, 输出电压到反馈端的扰动（变化）衰减较小, 并有效地提供增益和相位的提升。 在DCDC工作电源中, 增加的增益和相位与会使得转换器对负载瞬态响应速度更快, 因为在反馈节点检测到的电压偏差在较高频率下衰减较少。转换器的反应是调整占空比, 以更快地纠正输出电压偏差。 为了优化瞬态响应, 选择合适的Cff 值, 这样环路反馈的增益和相位提升将增加转换器的带宽, 同时仍保持可接受的相位裕度。 通常, Cff 的较大值可提供更大的带宽改进。但是, 如果 Cff 过大, 前馈电容会导致环路增益交叉频率过高, 并且 Cff 相位提升贡献不足, 导致不可接受的相位裕度或不稳定性。 三、前馈电容的实际效果（1）无前馈电容: N" C# `0 n8 |/ Y Z! Q
如下图所示，无前馈电容设计时，当负载（绿色）由小增大时，输出电压（黄色）曲线出现震荡，且很久才趋于平稳。. G* O$ { _" V8 r6 w
5 x! Q, K' a2 }2 {8 y4 S2 Y
（2）有前馈电容时 i" Y$ @0 B X$ t2 H* O8 k
在同样的负载变化情况下，当有前馈电容设计时，输出电压很快输出平稳，且不会震荡多次。6 y4 _! o# k! W4 U5 n: o; m
四、前馈电容的选择在数据手册中我们一般会看到如下描述： U! }. c% A' {
i. W+ [- i! D8 g
上图中的VOUT就是DCDC的输出电压；R1和R2为反馈电阻；L为电感；COUT为输出滤波电容。 CFF就是前馈电容，22~68 pF就是建议取值大小，我们需要根据实际的负载情况来选取合适的前馈电容值。 一般的方法：设定一个前馈电容值，测量DCDC输出端的纹波电压大小；减小或者增大前馈电容值，再次测量纹波大小，直到纹波电压小于自身产品要求的纹波电压时，当前前馈电容我们认为是合适的。 ( O: n3 Y J ~; `
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发表于 2022-6-20 14:44
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