該器件使用 D-CAP4 控制來(lái)實(shí)現(xiàn)快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，同時(shí)保持易用性。D-CAP4 控制架構(gòu)包括一個(gè)內(nèi)部紋波生成網(wǎng)絡(luò)，支持使用極低 ESR 輸出電容器，例如多層陶瓷電容器 (MLCC) 和低 ESR 聚合物電容器。使用 D-CAP4 控制架構(gòu)時(shí)無(wú)需外部電流檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)或電壓補(bǔ)償器。內(nèi)部紋波生成網(wǎng)絡(luò)的作用是仿真電感器電流信息的紋波分量，然后將其與電壓反饋信號(hào)相結(jié)合以調(diào)節(jié)環(huán)路運(yùn)行。

D-CAP4 控制架構(gòu)降低了 V_OUT 上的環(huán)路增益變化，從而通過(guò)一個(gè)斜坡設(shè)置在整個(gè)輸出電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。與其他基于 R-C 的內(nèi)部斜坡生成架構(gòu)類(lèi)似，內(nèi)部斜坡電路的 R-C 時(shí)間常數(shù)設(shè)置斜坡的零點(diǎn)頻率。環(huán)路增益變化減小還降低了對(duì)前饋電容器的需求，從而優(yōu)化瞬態(tài)響應(yīng)。斜坡幅度隨 V_IN 而變化，以更大限度地減小輸入電壓范圍內(nèi)的環(huán)路增益變化（通常稱(chēng)為輸入電壓前饋）。最后，該器件利用內(nèi)部電路來(lái)校正由注入的斜坡引起的直流偏移量，并顯著降低由輸出紋波電壓引起的直流偏移量，尤其是在輕負(fù)載電流條件下。

對(duì)于任何不支持外部補(bǔ)償?shù)目刂仆負(fù)?，控輸出濾波器的最小值范圍和/或最大值范圍適用。用于典型降壓轉(zhuǎn)換器的輸出濾波器是低通 L-C 電路。此 L-C 濾波器具有方程式 1 所示的雙極點(diǎn)。

方程式 1.

在低頻率下，整體環(huán)路增益是由輸出設(shè)定點(diǎn)電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)和器件的內(nèi)部增益設(shè)定的。低頻 L-C 雙極點(diǎn)具有 180 度同相壓降。在輸出濾波器頻率下，增益以每十倍頻程 –40dB 的速率滾降，且相位快速下降。內(nèi)部紋波生成網(wǎng)絡(luò)引入了高頻零點(diǎn)，可將增益滾降從每十倍頻 –40dB 降低到 –20dB，并在零點(diǎn)頻率以上每十倍頻程將相位增加 90 度。

為輸出濾波器選擇的電感器和電容器必須使方程式 1 的 f_P 雙極點(diǎn)不高于表 6-1 中給定的值，然后使用方程式 2 根據(jù)應(yīng)用中的標(biāo)稱(chēng)占空比進(jìn)行調(diào)整。方程式 2 會(huì)調(diào)高 f_P(TABLE)，因?yàn)殡S著占空比增加，D-CAP4 斜坡的增益會(huì)降低，因此最大 L-C 雙極點(diǎn)也會(huì)增加。

對(duì)于每個(gè)設(shè)置，可能出現(xiàn)違反這些指導(dǎo)原則的 L-C 雙極點(diǎn)頻率，但必須在應(yīng)用中通過(guò)測(cè)量進(jìn)行驗(yàn)證。

確定應(yīng)用要求后，設(shè)計(jì)中采用的輸出電感值通常會(huì)使電感器峰峰值紋波電流大約介于應(yīng)用中最大輸出電流的 15% 與 40% 之間。選擇非常小的輸出電容會(huì)產(chǎn)生高頻的 L-C 雙極點(diǎn)，從而導(dǎo)致整個(gè)環(huán)路增益保持高電平，直至達(dá)到 L-C 雙極點(diǎn)頻率。由于內(nèi)部紋波生成網(wǎng)絡(luò)的零點(diǎn)頻率也相對(duì)較高，因此輸出電容非常小的環(huán)路可能具有過(guò)高的交叉頻率，而這可能導(dǎo)致不穩(wěn)定。通常，在需要合理（或更小）輸出電容的情況下，可以使用輸出紋波要求和負(fù)載瞬態(tài)要求來(lái)確定穩(wěn)定運(yùn)行所需的輸出電容。

如果使用 MLCC，請(qǐng)考慮降額特性來(lái)確定設(shè)計(jì)的最終輸出電容。例如，當(dāng)使用規(guī)格為 10μF、X5R 和 6.3V 的 MLCC 時(shí)，直流偏置和交流偏置的降額分別為 80% 和 50%。實(shí)際降額是這兩個(gè)系數(shù)（在本例中為 40% 和 4μF）的乘積。如需了解要在應(yīng)用中使用的電容器的具體特性，請(qǐng)咨詢(xún)電容器制造商。

一條簡(jiǎn)化規(guī)則是，如果輸出電容器的 ESR 零點(diǎn)小于 10 倍的 L-C 雙極點(diǎn)頻率，則出于穩(wěn)定性考慮，TI 建議在計(jì)算 L-C 雙極點(diǎn)頻率時(shí)忽略。必須僅使用低 ESR MLCC 重新計(jì)算 L-C 雙極點(diǎn)頻率。為了在使用混合型輸出電容器時(shí)進(jìn)行更準(zhǔn)確的分析，TI 建議進(jìn)行仿真或測(cè)量。

為滿(mǎn)足最大輸出電容建議，在選擇電感值和電容值時(shí)，需確保 L-C 雙極點(diǎn)頻率不小于工作頻率的 1/100。以此為起點(diǎn)，使用以下標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證電路板上的小信號(hào)響應(yīng)：環(huán)路交叉頻率下的相位裕度大于 45 度。只要相位裕度大于 45 度，實(shí)際最大輸出電容便可增大。但是，應(yīng)進(jìn)行小信號(hào)測(cè)量（波特圖）來(lái)確認(rèn)設(shè)計(jì)。

對(duì)于 L-C 雙極點(diǎn)接近工作頻率 1/100 的較大輸出濾波器，可能需要額外的相位提升。與 R_{FB_HS} 并聯(lián)的前饋電容器可以提升相位。另請(qǐng)參閱采用前饋電容器優(yōu)化內(nèi)部補(bǔ)償直流/直流轉(zhuǎn)換器的瞬態(tài)響應(yīng) 應(yīng)用手冊(cè)。

除了提升相位外，前饋電容器通過(guò)交流耦合將更多的 V_OUT 節(jié)點(diǎn)信息饋入 FB 節(jié)點(diǎn)。負(fù)載瞬態(tài)事件期間的這種前饋使控制環(huán)路能夠更快地響應(yīng) V_OUT 偏差。但是，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的這種前饋也會(huì)將更多的 V_OUT 紋波和噪聲饋入 FB。FB 上的高紋波和噪聲通常會(huì)導(dǎo)致更多抖動(dòng)，甚至雙脈沖行為。在確定最終的前饋電容值時(shí)，考慮對(duì)相位裕度、負(fù)載瞬態(tài)性能和紋波以及 FB 噪聲的影響。TI 建議使用頻率分析設(shè)備來(lái)測(cè)量交叉頻率和相位裕度。