DC-DC----反饋控制模式

(資料圖)

1.電壓模式VM

電壓模式控制是最基本的控制方式，如圖8-1通過反饋環路僅反饋輸出電壓，然后利用誤差放大器將輸出電壓與基準電壓比較后的電壓差再與三角波進行比較(可以回看DC-DC-2：降壓型的工作原理里的波形圖)，來確定PWM信號的脈沖寬度并控制輸出電壓。PWM通過將來自輸出電壓和參考電壓的電壓誤差信號(VE)與恒定鋸齒斜坡波形進行比較來產生。斜坡由來自振蕩器的時鐘信號啟動。在固定斜坡幅度(VR)的情況下獲得了良好的噪聲容限性能，電壓調節與輸出電流無關。電壓模式Err使用3型補償，以支持外部補償設備的各種輸出濾波器組合。電壓模式的使用需要固定、可預測的開關頻率，當可能出現較大的輸出負載變化時也很有用。

圖8-1：電壓控制拓撲

圖8-2誤差放大器(error AMP)比較Vout和Ref，同時自身調整穩定性、響應性能，輸出FB信號，PWM發生器將FB信號和恒定頻率三角波比較，決定On duty。

雖然反饋控制環路簡單僅僅監控輸出的電壓，但是只要輸出電壓不變動就無法響應，相位補償復雜，需要增加超前補償(RIN，CIN)，內部滯后補償(RFB，CFB)。負載變動太快會導致響應速度慢(輸出電壓發生變化，誤差放大器的RC和時鐘電路會把輸出電壓的變化延遲一段時間，再反饋到控制電路)。

圖8-2：電壓模式控制環路

圖8-3：負載變動響應波形

從圖8-3可以看到負載變動導致Vout下降，但直到FB和三角波相交，HG(高邊驅動)和LG(低邊驅動)都無法及時響應，而是存在一定的延時。假設負載變動頻繁超過一定程度，則Vout始終無法趨于穩定，會顯著影響系統的運行。

2. 帶電壓前饋的電壓模式(VFF)

VFF類似于電壓模式，但在電壓模式控制的基礎上，增加將輸入電壓直接反饋到控制環路中去，也就是是說反饋環路會同時監控輸出電壓和輸入電壓的變化。斜坡發生器以恒定的斜坡幅度隨輸入電壓改變PWM斜坡，并對輸入電壓變化提供瞬時響應。對與輸入電壓的變化相關的變化，能快速改變脈寬調制的占空比，且線性響應速度得到提升，PWM不必等待環路延遲來改變占空比。在需要固定、可預測的開關頻率時可以使用VFF，當輸入電壓和輸出負載可能發生大范圍變化時也很有用(寬輸入電壓范圍和寬輸出負載電流范圍)。