鉅大LARGE | 點擊量：368次 | 2023年06月29日
開關穩壓器中負載瞬態應和的探討、測量辦法
接著說明“開關穩壓器的評估”第3項“負載瞬態應和的探討、測量辦法”。
何謂負載瞬態應和
負載瞬態應和是指針對急劇負載變動的輸出應和特性，也就是說，下降或上升的輸出電壓返回到設定值為止的時間或波形。與負載調節不同，如文字所述為瞬態狀態的特性。英語是Transientresponse（瞬態應和），詳盡現象以下圖說明。
由左圖波形中可知，負載電流（下方波形）以上升時間（tr）1μsec之高速從零上升。相對的，輸出電壓（上方波形）因電壓瞬間下降后急速上升，略微超過原本恒按時的電壓再下降，呈現穩定狀態。此外，想必也可了解負載電流急劇下降時會萌生此相反之反應。
簡單說來，負載上升時急切要電流，因輸出來不及供給電流故電壓會下降。為使已下降的電壓返回至設定值，輸出須供給好幾次周期的最大電流，然而一供給過多的話電壓會上升一些，于是這次又降低電流供給來配合設定值。對此，在某程度上請視為正常的負載瞬態應和。有其他因素或異常時，除了此現象外也可蘊含其他現象。
所謂理想的負載瞬態應和，意指針對負載電流的變動以短暫的開關周期（短時間）進行反應，將輸出電壓的下降（上升）設至最低限度并使其于最低限度的時間恢復而穩定，總之如圖中須狀波形的瞬態電壓的發生會變得極小且短時間。
中央的圖表其負載電流的上升/下降時間為10μsec、右邊則為100μsec。此例顯示，假如負載電流變動穏定的話，應和的軌跡會變好，輸出電壓變動少。但是，實際上要調整電路中負載電流的瞬態是很困難的。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
盡管為此種電源瞬態應和特性，然而基本上可以視為與運算放大器的頻率特性（相位裕量和交越頻率）相同。假如電源的控制環路的頻率特性適當且穩定的話，可以將輸出電壓的瞬態變動抑制在最小限度。
瞬態應和特性的評估要點
評估電源負載瞬態應和時的要點總結如下。
評估電源的負載瞬態應和的要點
依據待機狀態檢查換醒等針對急劇負載電流變動的輸出的穩定性、應和速度。
要調整頻率應和特性時以ITH引腳調整。
雖然可以從所觀察的波形來猜測相位裕量或交越頻率，不過頻率特性介紹器（FRA）比較便利。
也須探討是不是為正常工作下的應和、電感的飽和、限流功能啟動等異常。
無法取得必要的應和特性時應探討其他控制方式或頻率、外置常量。
瞬態應和特性的評估辦法詳盡的評估辦法說明。試驗時須將可瞬間開關負載電流的電路或裝置連接于欲評估的電源電路輸出，以示波器觀察輸出電壓和輸出電流。假如以實機確認的話，須使例如CpU等從待機狀態移動至完全運轉狀態，同樣觀察輸出。
上述評估要點雖然并非無法從觀察波形猜測相位裕量或交越頻率，不過作業相當麻煩。最近所謂頻率特性介紹器（FRA）的測量儀器相當普及，可以非常簡單地測量電源電路的相位裕量或頻率特性，故利用FRA非常有效。
實際上，假如試驗中沒有可以瞬間ON/OFF大電流的適當負載裝置時則變得簡單一些，可以使用類似右邊以MOSFET為開關的電路。當然，tr、tf有必要確認。
負載瞬態應和的實際和調整例
開關穩壓器ICC具備調整應和特性的引腳多有ITH稱呼。在IC技術規格所示的使用電路中以其條件提示連接于適當ITH引腳的電容器或電阻的常量和構造成。基本上須以其為始點進行調整使實際制作的電路滿足要求。首先，最好應當固定電容器，變更電阻值。
此次以下列“bD9A300MUV”為例，ITH引腳的電容器固定后調整電阻值，并以示波器的波形及FRA的頻率特性介紹圖來表示負載瞬態應和特性要怎么樣變化。
①R3=9.1kΩ、C6＝2700pF（推薦常量下大致適當的響響應頻率特性）
②R3=3kΩ、C6＝2700pF
※帶寬因減少R3的電阻值而變窄，負載應和惡化。
工作本身沒有問題，但相位裕量過度。
③R3=27kΩ、C6＝2700pF
※帶寬因新增R3電阻而變寬，負載應和變好，
不過電壓變動時會發生鈴響（波形張大部）。
相位裕量，有可能會因擾動而發生異常振蕩。
④R3=43kΩ、C6＝2700pF
※而且一新增R3的電阻值便會發生異常振蕩。
以上是ITH引腳的應和特性的調整例。基本上無法完全消除發生于輸出電壓的電壓瞬態，因此須進行調整來使其反應關于供電電路工作不會萌生問題。
關鍵要點：
?瞬態負載種類視電路而定，電源的應和也各有不同，故有必要配合條件調整。
?重要采取調整IC的瞬態應和特性的辦法，不過也可通過緩和負載瞬態來對應。
?環路穩定性一低便會發生振蕩等異常現象，故觀察輸出電壓波形是不可或缺。
