如何用DCAP调节器有效地测量波特图？
与传统电压模式或电流模式控制架构不同的是，DCAPx控制系统拥有两条直接输出反馈路径：一条通过反馈电阻器分压器网络，另一条则通过直流电阻（DCR）注入电路。本文教大家如何用DCAP调节器有效地测量波特图。作者：Melinda Xie控制环路增益可在波特图（Bode Plot）中标绘，是一个能够较好评估系统稳定性的指标。控制环路带宽还可直接影响瞬态响应性能。DCAP™或DCAP2™/DCAP3™调节器（在
这次讨论中，简称之为DCAPx）因其简单性而流行。当涉及到控制环路增益的测量时，DCAPx给工程师带来了挑战。通过从反馈电阻器分压器的顶部切断环路（如图1所示），很容易测量波特图。这适合传统控制架构，因为传统架构只有一条输出反馈路径，且反馈在脉宽调制（PWM）之前经过补偿器。
图1：传统控制环路增益设置频率分析仪误差放大器补偿器与传统电压模式或电流模式控制架构不同的是，DCAPx控制系统拥有两条直接输出反馈路径：一条通过反馈电阻器分压器网络，另一条则通过直流电阻（DCR）注入电路，如图2所示。DCAPx控制系统并无传统II型或III型补偿器那样的大直流电（DC）流增益误差放大器。在FB引脚处调制PWM脉冲。FB引脚通常是传统控制架构的误差放大器负输入端。对于DCAP、DCAP2、DCAP3，它是PWM比较器的一个输入端。
图2：具有DCR注入电路的DCAP调节器方框图相位调制器接地（GND）PWM如果舍弃一条反馈路径的测量输出值，那么用图1所示设置测量的波特图不直接与瞬态响应相关联。因此要正确测量环路增益波特图，环路切断点应包括两条反馈路径，如图3所示。
图3：正确的DCAP调节器控制环路波特图测量设置相位调制器GNDPWM对DCAPx调节器而言，确定PWM调制增益的是由DCR注入网络和输出电容器等效串联电阻（ESR）在FB引脚处形成的三角波形的下降斜率。沿扰动注入线缆的寄生电感和电阻以及耦合至导线的噪声将篡改FB引脚处的三角波形，从而使PWM调制增益不同于无测试设置的调节器的增益。为了保持准确度，将一个旁路电容器（Cpass）并联添加到20Ω的电阻器。这个20Ω的电阻器和Cpass形成了一个高通滤波器。转角频率设置得比转换器开关频率的一半还低，以便FB引脚处的三角波形在测试过程中与在正常运行期间基本相似。12下一页>
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对于开关频率为500kHz的转换器，笔者用0.22μF的电容器。对大多数应用来说，适当的Cpass值范围：0.1μF至0.47μF。为尽量减少对系统的影响，DCR注入电容器（Cp）应比Cpass的十分之一还小，如图3所示。图4展示了采用图3所示测试设置的波特图测量结果。Cpass = 0.22μF，CP = 22nF。通过调节Rp和Cff，交叉频率被设定为开关频率的六分之一，相位裕度为66度。笔者进行这些实验所用的参考设计：为Altera公司Arria V FPGA中的电轨供电的步降型转换器（PMP8824）。
图4：用推荐的TPS53319（带DCR注入电容器，Vout = 1.2V）的测试设置测量的波特图图5展示了负载逐步升压和逐步降压时的相应瞬态响应。笔者还用PMP8824进行这些实验。大小（dB）相位（度）频率（KHz）
图5：TPS53319（Vout=1.2V）的负载瞬态响应对DCAP2和DCAP3控制系统而言，DCR注入电路被集成在硅芯片内部。相同的技术均适用。图6展示了DCAP2和DCAP3调节器的环路波特图测试设置。
图6：正确的DCAP2和DCAP3调节器控制环路波特图测量设置相位DCR注入与调制器GND对DCAP或DCAP2/DCAP3调节器而言，波特图是可测量的。可借助以前讨论中所提供的技术测量波特图，以确保系统的稳定性并用于优化瞬态性能的指南。
其它资源：
●AN-1889：如何测量电源的环路传递函数
●TPS53318：具有Eco-Mode™的高效8A或14A同步降压型转换器
●TPS53355：具有Eco-Mode™的1.5V至15V输入（4.5V至25V偏置）、30A同步步降型SWIFT™转换器
