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DC/DC 变换器 FB 分压电阻设计

2023-09-04 10:15 作者:MPS芯源系统  | 我要投稿

简介

在 DC/DC 变换器中,反馈 (FB) 分压电阻的规格常给设计人员带来各种设计挑战,例如如何确定所需的电阻或调节参数(如输出电压、上分压电阻或下分压电阻)。 图 1 显示了 FB 上/下分压电阻的各种幅度组合。

图 1:FB 上/下分压电阻的各种幅度组合

本文将探讨 FB 分压电阻的设计规范,包括待机功耗、输出电压精度和环路特性。

待机功耗

图 2 显示了具有低静态电流 (IQ) 的 DC/DC 变换器,其 FB 分压电阻在不同数量级下带来的效率差异。以 MPQ4430 为例,R1 和 R2 是其分压电阻。

图 2:R1 和 R2 数量级不同带来的效率差异

优化待机功耗,尤其是对电池供电产品,可以按比例增大 DC/DC 变换器的 FB 分压电阻值。

输出电压精度

增大 FB 分压电阻的阻值,可以降低待机功耗。

FB 是运算放大器(op amp)的负输入端,它会汲取一定的电流。当 FB 电流(IFB)在分压网络中占比较小时,IFB 可忽略不计;当其占比较大,即分压电阻选值较大时,IFB 就不容忽视(见图 3)。

图 3:FB 电流在分压网络中的占比

如图 4 所示,当实际输出电压 (VOUT) 由于 IFB 的存在而超过预设值时,会降低电压精度。

图 4:计算输出电压精度

因此,建议选择合适的阻值,使流经分压电阻的电流超过 IFB 的 50 倍。

环路特性

FB 电阻还会影响芯片内部的环路特性。当反馈网络只是单电阻的情况时,电压型运放,误差放大器增益与上分压电阻 R1 有关,在动态负载对纹波有要求的场景,我们可以调整 R1 阻值做进一步优化。

图5: 电压模式运放

在电流模式运放中,运放增益 (GEA(S)) 与 R1 / R2 值没有直接关系,但与两个电阻的比值有关。图 6 所示为电流模式运放。

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https://www.monolithicpower.cn/202309_1 


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