电压控制电路VMC学习&讨论贴

原创已于 2025-06-26 13:50:12 修改 · 808 阅读

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#学习 #硬件工程

于 2025-06-25 23:49:44 首次发布

学习文档：https://blog.youkuaiyun.com/Cherish1ove/article/details/147227846

$\qquad$ 本文仅作学习记录和谈论分享，基于学术讨论的精神和态度，不携带个人情绪，如有冒犯或者感觉到负面情绪，属于个人文笔问题，勿从学术讨论上升至个人评价。

$\qquad$ 本人在学习电压控制电路VMC时，发现一篇文章《电压模式控制学习》写得还挺好的，但是有一些问题，在此做记录：

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1、问题1：控制逻辑模式描写有误

原文：
“控制逻辑：
当Vo上升，Vfb>Vref，Vc变低，Ton变小，从而把Vo拉低；
当Vo下降，Vfb<Vref，Vc变高，Ton变大，从而把Vo拉高；”

RE： 这个控制逻辑是错误的，VMC并不是这个种控制逻辑。据个人理解，VMC是通过对比Veer和Vramp，控制导通关断，以下从mos管打开为起始：

$\qquad$ 1、t=0时，内部时钟跳变重置锯齿波发生器，使锯齿波生成器输出值Vramp回到最小值，并从最小值开始上升，
$\qquad$ 2、0＜t＜Ton，Vramp小于误差放大器输出Veer，比较器输出高电平，mos上管导通，Vout电压轻微上升，Vfb微微上升但一直小于Vref
$\qquad$ 3、当t=Ton时，Veer略小于Vramp，比较器翻转输出低电平，此时关闭mos上管
$\qquad$ 4、当Ton＜t＜T，Veer一直小于Vramp，mos上管一直关闭。
$\qquad$ 这就是VMC一个稳定周期的控制过程。

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2、问题2：结论错误

原文：“环路终究是每个电源工程师都绕不过的话题，而电压模式控制的环路响应较慢（因无电流环）”

RE： 这句话的逻辑存在问题，电压环响应较慢为什么是因为没有电流环呢，这个结论没有任何关联。
$\qquad$ 电压环响应慢是因为电压环是积分电路，积分电路的响应就是慢，电流环响应快是因为电流环是比较电路。

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3、问题3：峰值电流检测描述错误

原文：
“峰值电流检测：
$\qquad$ 通过检测开关管的电流或电感电流，与设定的阈值比较。
$\qquad$ 下MOS管检测：下管导通时，导通电阻Rdson或外部分流电阻测量电流（很多芯片应用中，MOS的s对地有个电阻，芯片有个cs或sense脚拉到这个电阻）。
$\qquad$ 电感DCR检测：利用电感的等效串联电阻（DCR）和RC网络提取电流信号。
$\qquad$ 当检测电流超过阈值，立刻关断MOS（很多规格书中的逐周期限流就是此原理，Cycle-by-Cycle Limiting）。”

RE：
$\qquad$ 峰值电流检测一般不是检测下mos管，而是检测电感电流峰值，一般是在电感后端串联一个大封装小阻值高精度的检流电阻，通过检测电阻电压判断电流大小。
$\qquad$ 在下mos管打开时的电流检测一般时谷值电流检测，通过检测纹波电流的最小值判断是否超阈值

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4、问题4：例子举例不合理

原文：“举个例子，输入电压12V，输出电压1.2V，输出电流10A，开关频率100kHz，电感L=680nH，DCR为0.5mΩ，输出电容220uF，ESR为4mΩ，锯齿波幅值1V，可以得到开环相位及增益波特图”

RE： 电感L感值不可能为nH级别，这个感值算出的LC谐振频率为1.3Mhz，而开关频率只有100Khz，这种设计是不稳定的，因为我们需要LC滤波电路将SW的方波平滑过滤成稳定电压，如果LC谐振频率大于开关频率或者略小于开关频率，是没办法平滑电压的。后面自己也说了Flc频率应该是1/3~1/5的Fsw，最好是能到1/10

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5、问题5：补偿电路说明错误

原文“Type II补偿：适用于中低宽带需求，提供1个零点（抵消LC一个极点）和1个极点（放在高频位置，抵消高频噪声）。”
“Type III补偿：高带宽需求，提供2个零点和2个极点，提升相位裕度。”

RE： 二型补偿引入了2个极点和1个零点，原点极点、高频极点、中频零点。三型补偿描述中也缺一个原点极点