降壓開關電源設計過程中控制技術的選擇

　　另一個可能的方案是磁滯控制技術(見圖3)。調制器就是一個具備內置輸入磁滯(幾毫伏)的比較器，用于比較反饋電壓和參考電壓。當反饋電壓大于參考電壓半個磁滯電壓時，比較器的輸出變低，關閉開關。開關將一直保持關閉狀態(tài)，直到反饋電壓跌到比參考電壓低半個磁滯電壓為止。

　　圖3 磁滯降壓穩(wěn)壓器的基本架構(LM3485)

　　這種拓撲結構可以對負載瞬態(tài)變化做出極快的響應，非常簡單而且不需要頻率補償。

　　這種方案的主要問題在于開關頻率不是由振蕩器設定，不恒定而且依賴于很多變量。開關頻率很大程度上依賴于元件參數和工作條件的變化。輸入電壓、負載電流、電感值和輸出電容(特別是它的等效串聯電阻ESR)都對開關頻率有很大影響。

　　這種控制DC電壓的技術優(yōu)點在于簡單的控制環(huán)路。很容易使控制器穩(wěn)定。

　　控制環(huán)路不僅穩(wěn)定而且響應非常迅速(響應延遲僅為90ns)。與大占空比(達到100%)特性相結合，可以產生非常迅速的瞬態(tài)響應。與競爭的調節(jié)器架構(PWM電流模式或電壓模式)相比，它更具有優(yōu)勢。

　　由于開關頻率不是由可控振蕩器設定，它將隨不同的外部元件和輸入電壓的變化而發(fā)生變化。如果在特定應用中要求開關頻率固定，將很難找到合適的設計方案。

　　恒定開啟時間的磁滯控制技術

　　如上所述，磁滯控制技術具備一些有趣的優(yōu)勢，唯一的問題在于開關頻率不可預測。

　　如果在一個傳統的磁滯控制技術中，加入與輸入電壓成反比的單次觸發(fā)開啟時間，開關頻率就會保持相對恒定?？梢詰糜谌我饨祲赫{節(jié)器(工作在連續(xù)導通模式)的基本降壓調節(jié)器公式定義了降壓開關的占空比D。

　　D=Vout/Vin =Ton·Fs (9)

　　其中，Ton是開啟時間， Fs 是工作頻率。

　　如果把開啟時間設定成與輸入電壓Vin成反比。

　　Ton=K·Ron/Vin (10)

　　其中，K是常數，Ron是可編程電阻，把公式(10)中的Ton代入到公式(9)中，解出Fs 。

　　Fs =Vout/(K·Ron) (11)

　　既然Vout、 K和Ron都是常數，工作頻率也將是常數。實際上，真實的工作頻率將會變化大約10%，這由單次觸發(fā)的非線性、傳播延遲和非理想的開關壓降造成。

　　通過以上討論可以看到，該技術使整個系統解決方案的成本大大降低。由于不存在環(huán)路補償或穩(wěn)定性問題，這種概念很容易實現。同時，由于電路不 需要反饋元件(會限制帶寬)，瞬態(tài)響應將會非常迅速。正是由于上述因素，這種概念把PWM固定頻率原理和磁滯模式的很多優(yōu)點結合到了一種解決方案中。