【导读】最新研发的精准串联自动电压定位技能为μModule稳压器带来了冲破性进展。该立异方案经由过程优化负载瞬态相应特征，乐成将所需输出电容降低高达50%，显著勤俭了电路板空间，为全陶瓷电容解决方案的实现创造了前提。相较在传统分流架构，串联AVP设计于负载线精度方面体现卓着，有用晋升了输出电压的精准度，实测数据充实验证了其优秀的负载瞬态相应机能。

择要

最新研发的精准串联自动电压定位技能为μModule稳压器带来了冲破性进展。该立异方案经由过程优化负载瞬态相应特征，乐成将所需输出电容降低高达50%，显著勤俭了电路板空间，为全陶瓷电容解决方案的实现创造了前提。相较在传统分流架构，串联AVP设计于负载线精度方面体现卓着，有用晋升了输出电压的精准度，实测数据充实验证了其优秀的负载瞬态相应机能。

弁言

自动电压定位(AVP)或者自动下垂技能可以或许调治电源输出：轻载时维持较高输出电压，重载时维持较低输出电压。实现AVP节制技能的一年夜利益是可以改善负载瞬态相应并降低输出电容，由于AVP为电源相应负载瞬变提供了更多空间。μModule稳压器是完备、颠末测试且及格的封装电源解决方案。对于在电信及数据中央运用，μModule稳压器依附快速负载瞬态相应、极小的电路板占用空间和全陶瓷电容式解决方案而备受青睐。然而，利用传统非AVP节制技能很难满意所有要求。

本文先容了一种精准串联AVP实现要领，于反馈节制环路中添加两个电阻。这类串联AVP要领的上风于在，负载线精度险些与gm放年夜器增益变化无关；而对于在分流AVP1等其他AVP实现要领，假如gm放年夜器增益的变化较年夜，负载线精度将降低。实现这类串联AVP后，输出电容可削减多达50%，同时峰峰输出电压瞬态也略有改善。因为电容削减50%，是以仅需要陶瓷电容，由此可以年夜幅提高体系靠得住性并优化成本，由于铝电解电容的靠得住性远低在陶瓷电容，并且成本更高。

实现AVP节制技能的另外一个利益于在，当负载电流较年夜时，可以降低输出电压，从而降低负载功耗。LTM4650-2示例显示，净功耗节省为1.4 W或者5.6%，年夜年夜节省了功耗并延伸了电池续航时间。

串联AVP实现

AVP是指稳压器的输出电压按照负载电流的变化而动态调解的一种方式，而假如采用传统要领（非AVP），输出电压于所有负载下始终固定于标称值VOUT，如图1所示。假如采用AVP要领，当输出电流增长时，输出电压逐渐降低。于轻载前提下，输出电压设为调治至略高在标称值，而于重载前提下，输出电压设为调治至略低在标称值。1当负载电流忽然增长时，输出电压从高在标称值的电平最先，是以输出电压可如下降更多幅度并连结于额定电压规模内。当负载电流忽然减小时，输出电压从低在标称值的电平最先，是以输出电压可以有更多的过冲并连结于额定电压规模内。对于在所有负载电流规模，输出电压应限定于额定电压限值内（VMAX及VMIN之间）。

图1.采用AVP的VOUT与采用传统要领（非AVP）的固定标称值VOUT。

图2显示AVP串联赔偿电路。内部基准电压(VREF)及VOUT反馈别离毗连到偏差放年夜器的正输入及负输入。与RHI毗连的VHI（或者INTVCC）向放年夜器输出（ITH或者COMP）提供适量的直流电压，以避免输出进入饱及状况。RLO（反馈电阻）位在输出(ITH)及负输入（或者FB）之间。是以，RLO决议了gm放年夜器增益。RHI及RLO值应远高在R1及R2。

负载线公式1：

Ki是电流检测增益，RSENSE是电流检测电阻值（或者DCR检测的电感DCR值）。

与AVP分流赔偿电路1比拟，串联赔偿电路的上风于在负载线取决在R1/RLO增益，险些与偏差放年夜器跨导(gm)的容差无关。IC工艺及设计多种多样。遗憾的是，一些IC的gm值于器件间的差异高达±30%，并且分流赔偿电路AVP的负载线与1/gm增益成正比。是以，分流AVP的负载线较差。

图2.AVP串联赔偿电路。

LTM4650-2稳压器上的AVP解决方案

于LTM4650-2（电流模式同步降压稳压器）上，标称1 V输出可以或许提供25 A负载，瞬态窗口约为±8%(160 mV pp)。于这类传统稳压器（非AVP）上，需要外部RC滤波电路来实现快速II型节制环路赔偿。输出端有一组5个100 μF陶瓷电容及2个470 μF POSCAP。当负载阶跃为19 A（满载的75%）且摆率为19 A/μs时，瞬态相应为136 mV pp，如图3所示。

图3.非AVP电路的负载瞬态波形，输出电压瞬态为136 mV pp，COUT1= 5×100μF陶瓷电容，COUT2= 2×470μF POSCAP电容。

如图4所示，实现AVP时，于COMP上运用了AVP赔偿电路，但不需要RC赔偿。于半载(12.5 A)前提下，经由过程微调R2，特意将输出电压设为标称值(1 V)。对于在负载瞬态相应，得到了95 mV pp的VOUT，如图5所示。瞬态机能已经获得改善。当输出电压设为1 V且电流为25 A（满载）时，负载功率为25 W。经由过程将输出电压降低至0.945 V（25 A负载时），负载功率此刻为23.6 W，单个输出的功耗节省此刻为1.4 W。对于在两个输出，净功耗节省共计为2.8 W。

图4.采用AVP的电路（串联赔偿电路）。

图5.采用AVP的电路（图4）的负载瞬态波形，输出电压瞬态为95 mV pp。COUT1= 5×100μF陶瓷电容，COUT2= 2×470μF POSCAP电容。

采用AVP实现方案时，两个POSCAP可替代为两个陶瓷电容，是以COUT1上共利用7个100 μF陶瓷电容。利用陶瓷电容的上风是等效串联电阻(ESR)及等效串联电感(ESL)更低、成本更低、尺寸更小、机能更靠得住。瞬态机能已经改善，丈量成果是VOUT为104 mV pp，如图6所示。

图6.采用AVP的电路的负载瞬态波形，输出电压瞬态为104 mV pp。COUT1= 7×100μF陶瓷电容。

表1显示了上述丈量的非AVP（基准）、AVP及仅利用输出陶瓷电容的AVP的负载瞬态相应V p-p，以供比力。

表1.非AVP、AVP及仅利用输出陶瓷电容的AVP之间的负载瞬态相应V p-p比力

结论

于LTM4650-2 μModule稳压器上实现AVP串联赔偿电路不仅提高了瞬态相应机能，还有降低了高负载前提下的负载功耗。输出电容需要小在50%。是以，可以用陶瓷电容取代POSCAP，从而降低成本并最年夜限度削减占用的电路板空间。这类AVP电路也合用在很多其他具备外部赔偿引脚及外部RC赔偿收集的μModule稳压器（例如LTM4630-一、LTM462六、LTM463六、LTM8055-1等）。

参考文献

1 Robert Sheehan，“自动电压定位可削减输出电容”，凌力尔特，1999年。

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