本文集中介紹一些您可以很輕松避免的電源誤差放大器使用錯誤，主要包括錯誤計算誤差放大器的增益，從而讓放大器完成某些超出其能力的工作以及錯誤地對電路進(jìn)行布局。圖1顯示了一款典型的電源，其使用一個具有內(nèi)置誤差放大器的控制IC。放大器正輸入連接至一個內(nèi)部參考電壓，負(fù)輸入經(jīng)FB引腳引出，而輸出經(jīng)COMP引腳引出。電源輸出電壓由分壓器R5和R7設(shè)置。
第一種常見誤差放大器錯誤是在AC小信號增益計算中使用R5，盡管其實(shí)際沒有影響。如果誤差放大器使用正確，則其輸入就為一個虛假接地。這就意味著，沒有AC電流會流經(jīng)R5，并且對AC小信號增益無影響。通過誤差放大器輸入的“戴維寧”(Thevenin)等效電路，您可以輕松地說服自己。(*)
圖1：內(nèi)建到控制IC中的誤差放大器
第二種常見錯誤是讓放大器提供超出其能力范圍的增益，圖2描述了這種錯誤。它顯示了理想的誤差放大器頻率響應(yīng)、放大器的增益以及給定誤差放大器限制的預(yù)計性能。由于其帶寬限制的存在，放大器無法給出理想的高頻增益。盡管圖中未能顯示，但相位也受到嚴(yán)重的影響。電壓模式轉(zhuǎn)換器(如圖1所示)中需要高頻大增益，這時問題會更加突出。設(shè)計誤差放大器補(bǔ)償時，請?zhí)貏e注意其帶寬限制，否則您最終需要使用一個震蕩電源。
圖2：誤差放大器帶寬限制可用增益
最嚴(yán)重的寄生電容問題通常會涉及反饋(FB)電壓以及誤差放大器補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的布局。這是由于誤差放大器輸入的高阻抗、誤差放大器的高增益，以及大量連接至該節(jié)點(diǎn)的組件。圖1顯示了典型控制器中出現(xiàn)這一問題的位置，以及一個較為可能的耦合節(jié)點(diǎn)。Q1和D1之間的連接約有0.1V/ns到1V/ns的極高轉(zhuǎn)換速率，并且會形成僅1pF寄生電容的1mA電流。
一般而言，FB和補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的阻抗約為1K到10K Ohms，因此該電流可在誤差放大器輸入端形成極大的電壓擾動。其通常以游走柵極驅(qū)動或感知振蕩的形式顯現(xiàn)，而電源會努力對噪聲源產(chǎn)生的誤差進(jìn)行校正。最為成功的設(shè)計會認(rèn)識到這個問題，并繪出示意圖以讓諸多補(bǔ)償組件出現(xiàn)在誤差放大器的附近，這樣來給出一種建議布局。確保各組件均緊湊地放置在誤差放大器的附近，并確保連接它們的線跡很短。另外，還要確保這些組件附近沒有高dV/dt線跡，主要包括開關(guān)節(jié)點(diǎn)和柵極驅(qū)動信號。
另一種常見問題是在反饋電路中沒有使用正確的阻抗。誤差放大器的驅(qū)動能力有限，必須使用合適的反饋組件電壓。在圖1所示情況下，誤差放大器的驅(qū)動力僅為100uA，因此其電壓只能為1V左右。連接誤差放大器輸出或者其反饋環(huán)路中的阻抗不應(yīng)低于10KOhms。請注意不要在反饋環(huán)路中使用過大的阻抗值，因?yàn)樗鼤黾邮叭￠_關(guān)波形噪聲的敏感度。圖1還表明了在誤差放大器附近配置反饋組件的最佳方法。電阻連接至高阻抗誤差放大器輸入端(FB)，而非電容。通過有效地讓它們降低阻抗，從而降低R6/C9和R4/C3節(jié)點(diǎn)的噪聲敏感度。電容的另一端連接至電路的低阻抗端點(diǎn)，從而降低噪聲耦合的可能性。
總之，使用誤差放大器時，有許多犯錯的可能，包括錯誤計算誤差放大器增益，要求放大器提供超出能力范圍的高增益，以及錯誤布局電路。對這些問題稍加注意即可幫助您避免在實(shí)驗(yàn)室中花費(fèi)數(shù)小時來調(diào)試您的電路。
我們將進(jìn)一步討論DC/DC轉(zhuǎn)換器的反饋環(huán)路基礎(chǔ)知識，敬請期待。
*使用電壓設(shè)置電阻的誤差放大器增益
