3 固定频率 DCS-Control 拓扑概览

图 2 显示了在 15A TPS62873 降压转换器中实现的固定频率 DCS-Control 拓扑的基本框图。增加振荡器后，就能以与电压或电流模式控制相同的方式直接设置开关频率 (f_SW)。将振荡器输入加入控制环路还能使开关频率与应用的时钟信号同步。

图 2 TPS62873 固定频率 DCS-Control 拓扑框图，包括振荡器、差分遥感、跨导放大器和迟滞比较器。

固定频率 DCS-Control 采用差分遥感技术，通常用于较高电流的器件。该器件调节 VOSNS 引脚和 GOSNS 引脚之间的电压，这两个引脚穿过印刷电路板 (PCB)，直接检测负载上的输出电压。在负载处检测不仅可以克服和补偿 PCB 平面和布线上的直流压降，还可以克服和补偿器件与负载之间的电感产生的延迟。这两个特性对于在整个负载范围内和负载瞬态期间保持非常严格的调节至关重要。

差分遥感信号被馈入跨导放大器 (g_m)，该放大器将其差值与输出电压设定点进行比较。（为简单起见，图 2 将该设定点显示为与 GOSNS 信号串联的电压源）。COMP 引脚提供该放大器的输出，该输出通过一个 II 类（一个极点，一个零点）网络接地进行补偿。

通过这种外部补偿，您可以优化控制环路，以满足任何系统需求 - 从输出电容大、负载瞬态强的系统，一直到输出电容小、体积小、负载瞬态小或无负载瞬态的系统。与 DCS-Control 不同，快速反馈路径会经过该放大器，而不是直接进入比较器，在比较器中选择补偿元件可以增加（或减少）增益。如果需要更强的瞬态响应，则需要提高增益并增加输出电容。如果应用中不存在较强的瞬态响应，您可以降低增益并使用很小的输出电容，以实现尽可能小的尺寸。

这种根据应用需求调整瞬态响应的能力可在更恶劣的瞬态条件下实现比以前的 DCS-Control 拓扑更严格的调节，并满足要求苛刻的处理器内核的要求，例如 TI 的 Jacinto™ J7 和 MobileEye 的 EyeQ6 [3-4]。 图 3 显示了三个 TPS62876-Q1 降压转换器的堆叠，可提供 46A 的负载瞬态响应，同时将输出电压保持在 0.875V 设定点的 ±2% 范围内。

图 3 固定频率 DCS-Control 的瞬态响应可调整至最严重的负载瞬态，从而提供出色的调节能力。

迟滞比较器会将 COMP 引脚输出与由 τ_aux 元件产生的电感器电流副本进行比较，并增加斜率补偿以防止次谐波振荡。比较器的输出与时钟一起驱动设置-复位 (SR) 锁存电路，从而控制栅极驱动器和器件的运行。振荡器可控制开关，使其完全按照开关频率进行。

设置-复位锁存器是控制模块详细操作的简化表示，实施该锁存器是为了保持 DCS-Control 的快速、迟滞特性，从而对负载瞬态做出即时响应。例如，在负载突降瞬态（输出电压上升）期间，迟滞比较器的输出优先于时钟信号。转换器会根据需要延长高侧 MOSFET 的关断时间，以尽可能小的过冲使输出电压降下来。与教科书中的峰值电流模式控制相比，这种行为在本质上有所改进，因为教科书中的峰值电流模式控制在每个时钟周期都会切换，即使输出电压过高，也会继续向其增加能量。通过减少输出电压过冲，转换器可显著降低输出电容，这会对电源的成本和尺寸产生重要影响。