接前文[ BUCK电路反馈分压设计揭秘 | R1/R2计算顺序:功率损耗与精度平衡 (1) ]...
2、问题分析
(1) 根据“SLVA477B Basic Calculation of a Buck Converter's Power Stage / 5 Output Voltage Setting”:通过电阻分压器的电流需要至少是反馈偏置电流的100倍,也就是如下公式(9):
图2 通过分压电阻设置输出电压
根据“MPS电源小课堂第三季第十话:DC-DC变换器FB分压电阻设计”:建议选取分压电阻阻值时,流过分压电阻的电流大于50倍 IFB,也就是如下:
参考图2,公式(9)和公式(21)表达的是相同的技术点,即从输出端 V_OUT 流经 R1/R2的电流 I_(R1/R2) 要远大于流入芯片反馈FB引脚的电流 I_FB ,以至于 I_FB 相对于 I_(R1/R2) 是可以忽略的;从电流的角度看,FB支路是开路的。
输出端 V_OUT 流经 R1/R2的电流,可以有三种表达形式,即 I_(R1/R2) 、I_R1 和 I_R2 ,而且三者是相等的,即
且容易知道 I_(R1/R2) 、I_R1 和 I_R2 的表达式分别如下:
根据“MPS电源小课堂第三季第十话:DC-DC变换器FB分压电阻设计”,考虑到 I_FB 影响的情况下,输出电压的表达式如下:
再根据我们前面的分析,在R1和R2取值适当的情况下,FB支路可以认为是开路的,也就是 I_FB 电流为零。所以,通常输出电压的表达式如下:
综上所述,以TI方法为例,如果联立方程(9)(22)(23)(27),可以分别解得R2和R1能够取得的最大值如下:
如果联立方程(9)(22)(24)(27),可以分别解得R1和R2能够取得的最大值如下:
通过对比可以发现,公式(28)(29)与公式(30)(31)本质上是相同的。所以,基于TI文档“SLVA477B Basic Calculation of a Buck Converter's Power Stage / 5 Output Voltage Setting”的方法,无法确定是“先确定R1,再计算R2”好,还是“先确定R2,再计算R1”更好。
顺便,我们为什么不联立(9)(22)(25)(27)来解得R1和R2的值呢?当然是可以的,因为通过联立(9)(22)(25)三个方程能得到:
再联立(27)(32),两个方程,两个未知数(R1和R2未知,V_OUT 、V_REF 和 I_FB 都是已知的),必然能够解出,只是前面两个联立方程可以直接解得R1或R2,更简便些。(2) 至此已经比较明确,以“MPS电源小课堂第三季第十话:DC-DC变换器FB分压电阻设计”给出的规则(即公式(21))为例,将前述公式中的 100×I_FB 替换为 50×I_FB 即可,这里不再重复。所以,从输出端流入FB反馈引脚的电流为零这个角度看,TI方法与MPS方法并无本质区别。
(3) 综上,今天要解决的问题就比较明显了。如“MPS电源小课堂第三季第十话:DC-DC变换器FB分压电阻设计”所述:因为R1与环路特性相关(电压型运放),实际进行BUCK电路分压电阻配置时,应该先固定R1,再计算R2。