在 DC/DC 變換器中，反饋 (FB) 分壓電阻的規格常給設計人員帶來(lái)各種設計挑戰，例如如何確定所需的電阻或調節參數（如輸出電壓、上分壓電阻或下分壓電阻）。 圖 1 顯示了 FB 上/下分壓電阻的各種幅度組合。

 

圖 1：FB 上/下分壓電阻的各種幅度組合

本文將探討 FB 分壓電阻的設計規范，包括待機功耗、輸出電壓精度和環(huán)路特性。

待機功耗

圖 2 顯示了具有低靜態(tài)電流 (IQ) 的 DC/DC 變換器，其 FB 分壓電阻在不同數量級下帶來(lái)的效率差異。以 MPQ4430 為例，R1 和 R2 是其分壓電阻。

 

圖 2：R1 和 R2 數量級不同帶來(lái)的效率差異

優(yōu)化待機功耗，尤其是對電池供電產(chǎn)品，可以按比例增大 DC/DC 變換器的 FB 分壓電阻值。

輸出電壓精度

增大 FB 分壓電阻的阻值，可以降低待機功耗。

FB 是運算放大器（op amp）的負輸入端，它會(huì )汲取一定的電流。當 FB 電流（IFB）在分壓網(wǎng)絡(luò )中占比較小時(shí)，IFB 可忽略不計；當其占比較大，即分壓電阻選值較大時(shí)，IFB 就不容忽視（見(jiàn)圖 3）。

 

圖 3：FB 電流在分壓網(wǎng)絡(luò )中的占比

如圖 4 所示，當實(shí)際輸出電壓 (VOUT) 由于 IFB 的存在而超過(guò)預設值時(shí)，會(huì )降低電壓精度。

 

圖 4：計算輸出電壓精度

因此，建議選擇合適的阻值，使流經(jīng)分壓電阻的電流超過(guò) IFB 的 50 倍。

環(huán)路特性

FB 電阻還會(huì )影響芯片內部的環(huán)路特性。當反饋網(wǎng)絡(luò )只是單電阻的情況時(shí)，電壓型運放，誤差放大器增益與上分壓電阻 R1 有關(guān)，在動(dòng)態(tài)負載對紋波有要求的場(chǎng)景，我們可以調整 R1 阻值做進(jìn)一步優(yōu)化。

 

圖5: 電壓模式運放

在電流模式運放中，運放增益 (GEA(S)) 與 R1 / R2 值沒(méi)有直接關(guān)系，但與兩個(gè)電阻的比值有關(guān)。圖 6 所示為電流模式運放。

 

圖 6：電流模式運放

對于不同的 VOUT 場(chǎng)景（1V、1.2V、1.8V、2.5V、3.3V 或 5V），建議保持上分壓電阻的阻值不變，只調節下分壓電阻的阻值，以獲得近似的環(huán)路特性（見(jiàn)圖 7）。

 

圖 7：根據輸出電壓的不同調整下分壓電阻的阻值

確定 FB 分壓電阻值后，還需要注意 FB 引腳的接線(xiàn)。FB 是容易耦合噪聲的高阻抗引腳。在實(shí)際應用中，常見(jiàn)到 R1、R2 放在輸出電容端，這導致 FB 走線(xiàn)較長(cháng)。這段 FB 走線(xiàn)充當了天線(xiàn)，更易耦合非實(shí)反饋，繼而導致 VOUT 變化或不穩（見(jiàn)圖 8）。

 

圖 8：長(cháng) FB 走線(xiàn)更易耦合非實(shí)反饋

在電路布線(xiàn)設計中，FB 走線(xiàn)應盡量短，R1、R2 應盡量靠近 IC 的 FB 引腳放置；但 VOUT 輸出直流電平，抗干擾能力強，所以可采用長(cháng)走線(xiàn)（圖 9）。

 

圖 9：電路走線(xiàn)中的短 FB 走線(xiàn)

一般在輸出電流（IOUT）只有幾個(gè)安培時(shí)，R2 的接地可以靠近芯片地。但當 IOUT 超過(guò) 10A 時(shí)，由于接地線(xiàn)上的敷銅有限，地線(xiàn)上的電壓會(huì )損失，導致實(shí)際 VOUT 低于預設電壓。在這種情況下，建議使用遠程采樣（見(jiàn)圖 10）。

 

圖10：遠程采樣/p>

結語(yǔ)

要優(yōu)化 DC/DC 變換器 中 FB 分壓電阻的 FB 布線(xiàn)，首先要保持第一個(gè)電阻走線(xiàn)盡可能地短，并在同一側直接連接第二個(gè)電阻。同時(shí)確保沒(méi)有干擾源，如開(kāi)關(guān)、電感、噪聲地等。