環路特性，即內部誤差放大器的相位裕度和增益裕度，是 DC/DC 轉換器在工作規格內獲得穩定運行的重要因素。本文將介紹使用 ADI LT8650S 2 通道 DC/DC 轉換器在內部補償電路中使用通道 1 (CH1) 和在外部補償電路中使用通道 2 (CH2) 時相互干擾 (相位裕量特性的顯著變化) 的驗證結果。

所用器件電源規格和特性

電源電路和所用器件的要求規格如下：

輸入電壓 (Vin)｜12 (V)

輸出電壓/電流｜Vout1：5 (V)/0.2 (A)、Vout2：3.3 (V)/0.25 (A)

開關頻率｜2 (MHz)

使用的器件｜內置功率元件的 2 通道同步降壓 DC/DC 轉換器 (LT8650S)

LT8650S 使用的器件內部有一個內置補償電路，因此無需放置外部電容器或電阻器即可進行相位調整。通常包含內部補償電路的器件不提供用于外部補償電路的引腳。然而，LT8650S 非常獨特，因為它具有外部可調的 VC 引腳，同時具有內置補償電路。使用此 VC 引腳，可以在外部連接電容器和電阻器，以改善相位裕量和負載響應。另外，由于輸出電流可以通過 VC 引腳進行平衡，因此可以準備兩個 LT8650S 并將它們并聯以支持 16A 輸出，如下圖 (圖1) 所示：

圖1 LT8650S 并聯示例

驗證輸出電容器的電容變化

當兩個通道都使用內部補償電路時

下圖 (圖2) 顯示了 Vout1=5 (V) 和 Vout2=3.3 (V) 設置的兩個通道使用內部補償電路時的電路圖。

* 本文中的所有電路圖均用 LTspice 編寫，但所有相位裕量均為實際機器的測量結果。

輸出電容已從推薦的兩個 47uFx2 更改為兩個 22uFx2。測量此時的相位裕量，以了解相位裕量的大小。測量 CH1 的 5Vout 時，關閉 3.3 Vout，測量 CH2 的 3.3Vout 時，考慮到內部干擾的可能性，關閉 5Vout。

圖2 LT8650S 內部補償設置的測量電路原理圖

雙通道使用內部補償電路時的相位裕度

在 5Vout 時，可以獲得 66.1° 的足夠相位裕量。由于 3.3Vout 遠低于 36.3° (一般穩定范圍)，因此需要對其進行調整以確保有足夠的相位裕量，主要通過改變前饋電容器、電感常數和輸出電容器，但由于電感和輸出電容器的變化會對其他電源特性產生重大影響，因此我們將嘗試通過切換到外部補償電路來確保相位裕量在可調范圍內。

圖3 內部補償電路的相位裕量特性結果

驗證 3.3Vout 外部補償電路

通過更改外部補償電路來檢查相位裕量

下圖 (圖4) 顯示了將 Vout2 改為外部補償電路時的電路圖，設置 Vout1=5 (V) 和 Vout2=3.3 (V)。Rth=3KΩ、Cth=3.3nF 和 Cthp=1nF 作為外部補償電路連接到 VC2 引腳。接下來測量此時的相位裕量是多少。考慮到內部干擾的可能性，當測量 CH1 的 5Vout 時，關閉 3.3Vout，當測量 CH2 的 3.3Vout 時，關閉 5Vout。

圖4 LT8650S 內部補償設置的測量電路原理圖

5Vout 與之前的電路相同，因此沒有變化。3.3Vout 由外部 RC 補償電路調節，相位裕量為84.6°，分頻頻率低至 22.3KHz，需要進一步調整以滿足高速負載響應要求。但由于這不是該項目的主要目的，因此沒有進行任何調整。

圖5 僅采用 3.3Vout 外部補償電路時的相位裕量測量結果

兩個通道都打開的相位裕量變化

使用上圖 (圖4) 中的電路，這次我們測量了兩個通道都打開的相位裕量，測量結果如下：圖6、圖7 分別顯示了 5Vout 和 3.3Vout 的相位裕量特性。由于相鄰通道的開/關，相位裕量特性沒有顯著變化。因此，可以認為，當對 LT8650S 中的每個通道使用內部/外部補償時，對相位裕量特性的影響極小，基本上可以使用內部和外部補償的混合。

圖6 3.3Vout 導通-關斷與 5Vout 相位裕量的比較

圖7 5Vout 開關 3.3Vout 相位裕量比較

總結

本文介紹了使用 ADI LT8650S 2 通道 DC/DC 轉換器在內部補償電路中使用通道 1 (CH1) 和在外部補償電路中使用通道 2 (CH2) 時相互干擾 (相位裕量特性的顯著變化) 的驗證結果。但需要補充說明的是，本文的內容是關于 LT8650S 的，并不適用于所有 2 通道 DC/DC 轉換器器件。LT8650S 的 CH1 和 CH2 都有單獨的模塊，具有單獨的誤差放大器和周圍的架構，相同的塊并不共享。有關更多信息，請點擊閱讀原文參閱LT8650S數據表。