在電源電路設計中，Buck電源是常見的電源應用，今天我們來分析一下Buck電路反饋引腳接電容的作用。

在多數(shù)通用電源芯片手冊上，可調(diào)輸出電壓的電源都會給出反饋引腳的電阻RH，RL，Vfb這三個參數(shù)，在FB引腳和Vout之間有一個option（電容）選項，這個option(電容)設計手冊中也有一些說明，但大都不是很詳細，那么這個電容的作用究竟是什么 ，其實它是一個反饋電源瞬態(tài)響應的一個參數(shù)，影響這電壓轉換器的帶寬及瞬態(tài)響應能力。 如何選擇這個電容的值，需要利用工具檢測波形，對比各種電容效果，進行改善，以便達到最優(yōu)秀的產(chǎn)品性能。

如圖1所示，是某個降壓型DCDC的應用，已下探討的是Cf的作用和選取方法。

圖 1 電源芯片段典型應用

一、反饋電容的影響

如圖2為簡化的輸出可調(diào)電源的應用示意圖。

A(s)為電源系統(tǒng)的開環(huán)增益，為方便討論我們假定A(s)里已經(jīng)包含了輸出電容、負載等其他因素的影響。

上述電路在不使用反饋電容CF時的輸出電壓為

其中，β為反饋系數(shù)。 其環(huán)路增益(Gs)為

可見，通過調(diào)節(jié)分壓電阻雖然可以改變輸出電壓OUT，但同時也使得G(s)的帶寬變窄。

合理地使用反饋電容可以提升電源的帶寬及響應速度，此時環(huán)路增益為

由此可得，CF并不改變DC輸出，而是為系統(tǒng)引入了一對低頻零點fz和高頻極點fp。 零點會使相位裕量增加，極點則惡化相位裕量，使零點與極點盡量遠離才能獲得更多的相位裕量。 但CF引入的零極點對的距離在對數(shù)坐標里是固定的，因為

據(jù)此可確定，反饋電容在R1/R2越大時作用越明顯，在R1=0時不產(chǎn)生作用。 而在R1/R2確定的場合，需要合理地選擇反饋電容CF。

二、反饋電容的選擇

為了兼顧系統(tǒng)的帶寬和相位裕量，通過以下步驟可以得到最優(yōu)化的反饋電容容值

在沒有反饋電容的情況下測得系統(tǒng)的穿越頻率fc；

選擇的反饋電容引入的零點和極點，使其滿足

化簡為：

來個實例分析，如圖所示

在某種運用下將SY8513配置成5V輸出，使用電阻R1=105kΩ，R2=20kΩ，此時β=0.16。

使用環(huán)路分析儀，在沒有反饋電容的情況下測得系統(tǒng)的環(huán)路增益曲線，如下所示。

可見此時系統(tǒng)的穿越頻率為fc=34.8kHz，計算得到最優(yōu)的反饋電容CF=109pF，我們實際使用較為接近的110pF。

此外，在沒有反饋電容時，該配置下的相位裕量僅為27o。

在沒有反饋電容的配置狀態(tài)，進行負載瞬變響應測試，當負載從1A跳變至3A時，輸出電壓最大存在340mV偏移。

而使用110pF反饋電容后的環(huán)路增益曲線如下所示，可以看到穿越頻率變?yōu)榱?2.4 kHz，帶寬擴大了一倍。 同時，相位裕量也增加到了50o。

進行相同的負載瞬變響應測試，在增加反饋電容后，輸出電壓的最大偏移量從340mV降低為200mV，發(fā)生了明顯改善。

綜上所述，合理的使用反饋電容可以明顯地改善電源的動態(tài)特性。

反饋電容的最優(yōu)值是基于系統(tǒng)帶寬和相位裕量的最優(yōu)折中。 在必要的場合，通過綜合分析實際應用時轉換器的帶寬和裕量的要求，對最優(yōu)值的適當增大或減小以進一步優(yōu)化帶寬或裕量。 通常情況下，我們建議盡量接近最優(yōu)值。

需要注意，并不是每一個 DC-DC 電路都需要前饋電容，實際設計時，按照 SPEC 參考設計來即可。

審核編輯：湯梓紅