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小 发表于 2008-6-17 15:55 只看该作者
MAX1715的工作模式
MAX1715中的MAXIM专有技术——快速PWM脉宽控制,是为宽输入输出电压比,负载快速变化时保持工作频率和电感工作点不变而设计的。快速PWM脉宽控制克服了电流模式控制中,固定频率控制带来的负载瞬态响应差的问题,并且克服了传统的常开通时间和常关闭时间的大范围变频PWM控制带来的问题。MAX1715还提供100ns常开通时间,从而在负载响应时保持相对稳定的开关频率。
如图1所示,快速PWM脉宽控制是一个伪固定频率,具有电压前馈控制的常开通时间电流模式控制。它依靠输出滤波电容的ESR做电流检测电阻,输出纹波电压提供PWM坡度信号。控制算法比较简单:上面开关的开通时间只是由一个单稳态电路来决定,该单稳态电路的工作期和输入电压成反比,而和输出电压成正比。另外一个单稳态电路设定最小的关断时间(典型值是400ns)。如果误差比较器输出低,开通时间单稳态电路被触发。
MAX1715的PWM控制器具有自动的脉宽跳变模式和强制PWM模式两种工作模式。
1.1 自动的脉宽跳变模式
对于跳变模式(脉宽跳变控制端SKIP置低,见图2),轻载时MAX1715自动由PWM控制跳变到PFM控制,这种跳变由一个比较器来决定,在电感电流过零时,该比较器截断了下端开关的开通时间。这种控制方式使脉宽跳变到PFM运行和脉宽不跳变的PWM运行的转折点对应于连续和不连续的电感电流转折点。这个转折点和蓄电池电压的关系不大,对于7V到24V的蓄电池电压,这个转折点基本保持不变。如果使用软饱和电感,PWM到PFM的转折点电流更小。
因为轻载时脉宽跳变,开关波形可能出现噪声和不同步,但是效率高。要在PFM噪声和效率间达到平衡就要改变电感值。通常,低电感值(假定线圈电阻保持恒定)在负载曲线中可以得到更宽的高效范围;高电感值在重载时效率高(假设线圈电阻恒定)并且输出纹波小。高电感值还意味着体积更大,和降低负载瞬态响应(尤其是在低输入电压时)。
图1 MAX1715的快速宽控制逻辑图
直流输出的准确性由跟踪误差的水平来决定,电感电流连续时要比不连续时对纹波的调整性要高50%。电感电流不连续时如果有斜坡补偿,则直流电压的调整率还可以提高1.5%。
1.2 强制PWM模式
在低噪声的强制PWM模式时,控制下端开关开通时间的过零比较器不工作。这使下端开关的波形和上端开关的波形互补。因为,PWM环要保持占空比为VOUT/VIN,所以,轻载时电感电流反向。强制PWM模式的好处是保持频率为常数,坏处是空载时电池电流有10mA到40mA,这由外部MOSFET决定。
强制PWM模式对提高负载瞬态响应,减小音频噪声很有好处,还能提高动态输出电压调整时所需的吸收电流能力,提高多路输出时的调整能力。
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