3 负载瞬态响应 (D-CAP4)

负载在企业机架服务器中的分布会发生巨大变化，因此考虑交流瞬态性能非常重要。选择具有快速瞬态响应能力并采用非线性控制技术（例如恒定接通时间或 D-CAP4™）的直流/直流转换器，即可实现快速瞬态响应，并具有最小输出电容。D-CAP4 控制架构包括一个内部纹波生成网络，支持使用极低 ESR 输出电容器，例如多层陶瓷电容器 (MLCC) 和低 ESR 聚合物电容器。使用 D-CAP4 控制架构时无需外部电流检测网络或电压补偿器。内部纹波生成网络的作用是仿真电感器电流信息的纹波分量，然后将其与电压反馈信号相结合以调节环路运行。D-CAP4 控制架构与 D-CAP3™ 不同，它减少了整个输出电压范围内的环路增益变化，使得在整个输出电压范围内仅需一个斜坡设置即可实现快速负载瞬态响应，尤其是在 3.3V 和 5V 等较高输出电压下。与其他基于 R-C 的内部斜坡生成架构类似，内部斜坡电路的 R-C 时间常数设置斜坡的零点频率。环路增益变化减小还降低了对前馈电容器的需求，从而优化瞬态响应。斜坡幅度随输入电压而变化，以更大限度地减小输入电压范围内的环路增益变化（通常称为输入电压前馈）。采用 D-CAP4 和 D-CAP3 的转换器利用内部电路来校正由注入的斜坡引起的直流偏移量，并清除由输出纹波电压引起的直流偏移量，尤其是在选择跳跃模式运行时的轻负载电流条件下。图 3-1 展示了 D-CAP3 在 5A 至 15A 负载阶跃、1A/μs 压摆率、3.3V 输出和 800kHz 开关频率下的瞬态响应，而图 3-2 展示了 D-CAP4 在相同工作条件下的瞬态响应。在两个转换器都使用相同的 470nH 电感器和 570μF 总输出电容条件下，D-CAP4 性能优于 D-CAP3，其中 D-CAP3 的压降和过冲响应为 117mV，而 D-CAP4 的压降和过冲电压响应为 60.7mV。

图 3-1 TPS54JB20 瞬态响应 (D-CAP3)

图 3-2 TPS54KB20 瞬态响应 (D-CAP4)