TPS65142環(huán)路補(bǔ)償設(shè)計(jì)考慮因素

TPS65142器件為筆記本電腦TFT LCD面板的偏置功率和WLED背光提供一種緊湊型解決方案。這種器件擁有一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器、一個(gè)正充電泵穩(wěn)壓器以及一個(gè)負(fù)充電泵穩(wěn)壓器，用于驅(qū)動(dòng)源極驅(qū)動(dòng)器和柵極驅(qū)動(dòng)器。為了更加符合TFT LCD系統(tǒng)串?dāng)_規(guī)定，有必要為AVDD升壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)一個(gè)符合要求的閉環(huán)性能。本應(yīng)用報(bào)告將對(duì)設(shè)計(jì)考慮問(wèn)題進(jìn)行討論。

1 TPS65142升壓轉(zhuǎn)換器介紹

如圖1所示，按照設(shè)計(jì)，TPS65142 AVDD升壓穩(wěn)壓器適用于最高16.5V的輸出電壓，最小開(kāi)關(guān)峰值電流限制為1.8A.該器件工作在準(zhǔn)恒定頻率電流模式方案下，使用內(nèi)部補(bǔ)償來(lái)最小化引腳和元件數(shù)目。在650 kHz和1.2 MHz之間，開(kāi)關(guān)頻率可選。在導(dǎo)通期間，電感器電流上升。當(dāng)電流達(dá)到內(nèi)部GM放大器設(shè)置的閾值時(shí)，功率晶體管關(guān)閉。電感電壓極性改變，并前向偏置肖特基二極管，從而讓電流流向升壓穩(wěn)壓器輸出。特定輸入電壓VIN和輸出電壓VS的斷開(kāi)時(shí)間固定不變，因此這些參數(shù)改變時(shí)其保持相同的頻率。

固定斷開(kāi)時(shí)間可保持準(zhǔn)恒定頻率，這樣，相比傳統(tǒng)升壓轉(zhuǎn)換器，它可在一個(gè)較寬的輸入和輸出電壓范圍為系統(tǒng)提供更高的穩(wěn)定性。TPS65142器件的拓?fù)淇商峁O為優(yōu)異的負(fù)載和線壓調(diào)節(jié)，以及優(yōu)秀的線壓及負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)性能。

圖1 TPS65142升壓轉(zhuǎn)換器實(shí)施

2 TPS65142固定斷開(kāi)時(shí)間小信號(hào)電路

就固定斷開(kāi)時(shí)間升壓轉(zhuǎn)換器而言，由于使用連續(xù)電流模式，tOFF時(shí)間定義如下：


控制到電感器電流的等效小信號(hào)模型如圖2所示。

圖2控制到電感器電流增益

考慮升壓轉(zhuǎn)換器的平均值模型：



由方程式10和圖2，可以推導(dǎo)出圖3所示總小信號(hào)電路。

圖3 TPS64142升壓轉(zhuǎn)換器的總小信號(hào)模型

根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，可得到圖3所示參數(shù)：

3設(shè)計(jì)舉例

設(shè)計(jì)規(guī)范如下：
Vin=3.3V；Vout=8.5V；R1=80.6k；R2=12.9k；L1=6.8uH；fs=1.2MHz；RL=64 （12）

根據(jù)圖3所示結(jié)果，可以得到圖4所示仿真模型：

圖4設(shè)計(jì)舉例仿真結(jié)果如圖5所示。

圖5仿真結(jié)果

圖5表明，交叉頻率為5.3kHz，并且相位余量為63度。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果，我們可以獲得如圖6所示結(jié)果。