在 DC/DC 變換器中，反饋 (FB) 分壓電阻的規(guī)格常給設(shè)計人員帶來各種設(shè)計挑戰(zhàn)，例如如何確定所需的電阻或調(diào)節(jié)參數(shù)（如輸出電壓、上分壓電阻或下分壓電阻）。 圖 1 顯示了 FB 上/下分壓電阻的各種幅度組合。
圖 1：FB 上/下分壓電阻的各種幅度組合
本文將探討 FB 分壓電阻的設(shè)計規(guī)范，包括待機功耗、輸出電壓精度和環(huán)路特性。
待機功耗
圖 2 顯示了具有低靜態(tài)電流 (IQ) 的 DC/DC 變換器，其 FB 分壓電阻在不同數(shù)量級下帶來的效率差異。以 MPQ4430 為例，R1 和 R2 是其分壓電阻。
圖 2：R1 和 R2 數(shù)量級不同帶來的效率差異
優(yōu)化待機功耗，尤其是對電池供電產(chǎn)品，可以按比例增大 DC/DC 變換器的 FB 分壓電阻值。
輸出電壓精度
增大 FB 分壓電阻的阻值，可以降低待機功耗。
FB 是運算放大器（op amp）的負輸入端，它會汲取一定的電流。當 FB 電流（IFB）在分壓網(wǎng)絡(luò)中占比較小時，IFB 可忽略不計；當其占比較大，即分壓電阻選值較大時，IFB 就不容忽視（見圖 3）。
圖 3：FB 電流在分壓網(wǎng)絡(luò)中的占比
如圖 4 所示，當實際輸出電壓 (VOUT) 由于 IFB 的存在而超過預(yù)設(shè)值時，會降低電壓精度。
圖 4：計算輸出電壓精度
因此，建議選擇合適的阻值，使流經(jīng)分壓電阻的電流超過 IFB 的 50 倍。
環(huán)路特性
FB 電阻還會影響芯片內(nèi)部的環(huán)路特性。當反饋網(wǎng)絡(luò)只是單電阻的情況時，電壓型運放，誤差放大器增益與上分壓電阻 R1 有關(guān)，在動態(tài)負載對紋波有要求的場景，我們可以調(diào)整 R1 阻值做進一步優(yōu)化。
圖5: 電壓模式運放
在電流模式運放中，運放增益 (GEA(S)) 與 R1 / R2 值沒有直接關(guān)系，但與兩個電阻的比值有關(guān)。圖 6 所示為電流模式運放。
圖 6：電流模式運放
對于不同的 VOUT 場景（1V、1.2V、1.8V、2.5V、3.3V 或 5V），建議保持上分壓電阻的阻值不變，只調(diào)節(jié)下分壓電阻的阻值，以獲得近似的環(huán)路特性（見圖 7）。
圖 7：根據(jù)輸出電壓的不同調(diào)整下分壓電阻的阻值
確定 FB 分壓電阻值后，還需要注意 FB 引腳的接線。FB 是容易耦合噪聲的高阻抗引腳。在實際應(yīng)用中，常見到 R1、R2 放在輸出電容端，這導(dǎo)致 FB 走線較長。這段 FB 走線充當了天線，更易耦合非實反饋，繼而導(dǎo)致 VOUT 變化或不穩(wěn)（見圖 8）。
圖 8：長 FB 走線更易耦合非實反饋
在電路布線設(shè)計中，F(xiàn)B 走線應(yīng)盡量短，R1、R2 應(yīng)盡量靠近 IC 的 FB 引腳放置；但 VOUT 輸出直流電平，抗干擾能力強，所以可采用長走線（圖 9）。
圖 9：電路走線中的短 FB 走線
一般在輸出電流（IOUT）只有幾個安培時，R2 的接地可以靠近芯片地。但當 IOUT 超過 10A 時，由于接地線上的敷銅有限，地線上的電壓會損失，導(dǎo)致實際 VOUT 低于預(yù)設(shè)電壓。在這種情況下，建議使用遠程采樣（見圖 10）。
圖10：遠程采樣/p>
結(jié)語
要優(yōu)化 DC/DC 變換器 中 FB 分壓電阻的 FB 布線，首先要保持第一個電阻走線盡可能地短，并在同一側(cè)直接連接第二個電阻。同時確保沒有干擾源，如開關(guān)、電感、噪聲地等。 |
