DCDC輸出電壓紋波分析及改善詳解-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2023-03-23
紋波
電源輸出交流紋波可以視為是直流輸出疊加一個(gè)交流成份；從圖中可以看出，紋波中包括了兩個(gè)交流成份：
一個(gè)是頻率為兩倍工頻輸入電壓的正弦波，這是由交流輸入整流電路引起的；另外一個(gè)是由開關(guān)電源導(dǎo)通和關(guān)斷引起的紋波，其頻率等于開關(guān)電源的工作頻率。
DDR等要求的紋波大小：
紋波過大的弊端：
1.導(dǎo)致輸入電平判別錯(cuò)誤；
2.導(dǎo)致器件工作異常；
3.在音頻中導(dǎo)致輸出噪聲；
4.射頻電路導(dǎo)致指標(biāo)惡化如EVM。等等…
滯后模式DCDC設(shè)計(jì)電路
典型DCDC設(shè)計(jì)如下，看起來很簡(jiǎn)單，但是經(jīng)常出現(xiàn)問題。
最常見的DCDC結(jié)構(gòu)，滯后模式DCDC控制，原理就是Vout輸出電壓經(jīng)過R1和R2反饋之后，給到Vsense引腳，引腳和內(nèi)部參考電源比較后給到PH引腳內(nèi)部MOS控制信號(hào)，來起到調(diào)節(jié)輸出電壓的作用。所以此工作模式下是需要紋波電壓的。
后續(xù)DCDC的發(fā)展
后續(xù)DCDC發(fā)展為了適應(yīng)不同場(chǎng)景，逐漸發(fā)展出了不同的技術(shù)，例如TI的DCAP和其他廠商的COT功能DCDC。這些方案的提出都是基于前面滯后模式DCDC的基礎(chǔ)。
帶COT的DCDC
COT 指的是恒定導(dǎo)通時(shí)間；ACOT指的是自適應(yīng)恒定導(dǎo)通時(shí)間。這些都是為了提升瞬態(tài)響應(yīng)而來的，最終我們看到的結(jié)果就是紋波減小了。
瞬態(tài)響應(yīng)也就是動(dòng)態(tài)指標(biāo)，就是負(fù)載在急劇變化時(shí)，導(dǎo)致輸出電壓波動(dòng)很大，也就是紋波很大；簡(jiǎn)單理解就是DCDC輸出功率是一定的，但是在一瞬間DCDC輸出負(fù)載很大，而功率一定，導(dǎo)致輸出電壓降低，這種情況是我們不需要的。
而之前滯后控制的DCDC因?yàn)槭侵鹬芷诳刂频模员仨氁鹊较乱粋€(gè)周期才能調(diào)整；但是新的COT模式下，我們可以調(diào)整周期，使得盡快調(diào)整輸出電壓，進(jìn)而在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常電壓，也就是最終我們看到的紋波很小。
如上圖中的C5電容就是前饋電容，此電容的加入使得交流波形更快的進(jìn)入電源反饋端，而DCDC內(nèi)部接收到這個(gè)信號(hào)，很快的進(jìn)行調(diào)整；圖中顯示的是OPEN狀態(tài)，但是實(shí)際上我們很多場(chǎng)景下都需要增加這個(gè)電容，特別是負(fù)載是CPU、GPU或者射頻類芯片。
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