4 瞬态响应

在某些高端应用中，负载瞬态要求非常严格。D-CAP3 瞬态响应非常快，并且输出瞬态通常很小。可能影响负载瞬态的关键因素‌有两个。一个因素是负载阶跃大小和瞬态压摆率。另一个因素是输出电容器/电感器和开关频率。输出 LC 应设计为满足瞬态要求。图 4-1 展示了 D-CAP3 拓扑在发生负载瞬态事件时如何工作[4]‌。

图 4-1 D-CAP3 转换器的负载瞬态响应

负载升压期间：基于 D-CAP3 的转换器会通过以下方式做出响应：减少关断时间响应，直到达到最短关断时间，同时保持恒定的导通时间，如图 4-1 所示。由于没有误差放大器，电感器赶上负载阶跃所需的时间相对较短。输出下冲主要受环路响应时间、输出电感、电容和最短关断时间的影响。

负载降压期间：当输出电压大于基准电压时，转换器停止开关。由于导通时间计时器的启动，从负载释放到非开关可能会有一些延迟。图 4-1 中的 t0–t1 显示了延迟周期。D-CAP3 控制中通常会出现两种延迟：一种是比较器延迟，另一种是导通‌延迟时间。在任何 D-CAP3 控制中，导通时间始终是恒定的。如果负载释放发生在导通时间的起始阶段，则导通时间必须在完成其预编程的持续时间后才能关闭。当 Ton = D × 1 / fsw 时，最坏情况下的延迟预计为 1 ×Ton。延迟时间直接影响提供给输出电容器的能量，因此输出过冲主要由输出电感器/电容器和恒定导通时间控制。频率越高，Ton 越短，这有利于抑制过冲。

图 4-2 和图 4-3 显示了表 2-1 中条件下的负载瞬态测试结果。负载瞬态为 0.8A 到 7.2A，压摆率为 2.5A/µs。在 600kHz 下，过冲/下冲分别为 35mV/-27mV；在 1000kHz 下，过冲/下冲分别为 25mV/-15mV。尽管使用了较小的输出电容器，但 1000kHz 的下冲也更好。由于 1000kHz 模式的环路响应速度快于 600kHz 模式，因此在更高频率下可以使用较小的输出电感器和电容器。此外，在选择了 1000kHz 模式时，由于 Ton 相对较短，1MHz 下的过冲优于 600kHz。

图 4-2 负载瞬态，F_SW = 600kHz

图 4-3 负载瞬态，F_SW = 1000kHz