关于current mode control DCDC converter Error Amp. Compensation

enjoymartin

众所周知，voltage mode control方式，EA需要补偿的原因在于输出端LC Filter产生双极点，因此在EA的输出进行补偿，产生一个零点来补偿。但在current mode control中，功率级可以等效成一个压控电流源，把电感从环路中可以消除，实际上输出端产生了一个由输出电容（Cout）和负载（Rload）决定的极点。我的问题：（1）既然环路中只是有一个极点，那么为什么在EA的输出还需要补偿一个零点呢？（2）补偿这个零点是不是还有其它的考量？
附：在很多资料中都讲到，current mode control 相对于voltage mode control，其current mode control补偿更加“简单”一些，就是考量到current mode control的输出端变为单极点。如果在EA处还需要补偿，“简单”一次怎么解释？
希望各位讨论，多谢大家，等待。。。。。。

goldenchen168

Voltage mode 應補償兩個零點，而大部分只有補償一個零點的原因是因為大部份的Cout都是使用電解電容，而電解電容的ESR比較大並且Cout的電容值也較大，所產生的零點一定在Gain還沒下降到0db之前，所以還是兩個零點在補償Voltage mode 的closed loop；但若用MLCC來當Cout的話，由於MLCC的ESR很小並且Cout也相對的小，而這個零點就相對的遠，所以就必需使用兩個零點來補償.
（1）既然環路中只是有一個極點，那麼為什麼在EA的輸出還需要補償一個零點呢？
Ans: Current mode 在CCM時closed loop的極點為1/(2*phi*Rload*Cout)，而本身EA還有一個極點，這樣會有雙極點而容易不穏定，所以在Gain降為0db之前需補償一個零點使得Gain降至0db時的斜率是-20db/dec ~ -40dv/dec之間，而Phase margin將大於0而穏定.
（2）補償這個零點是不是還有其它的考量？
Ans: 這個零點，我認為只是為了穏定性的考量，應該沒有其它的考量.
若有錯誤請指教.

enjoymartin

感谢楼上的回复，不过你所指出的“本身EA還有一個極點”我有点疑惑；实际上我们使用的EA本身的极点可以位于MHz以上，对整个loop没有什么影响，如果使用补偿（如RC补偿）以后，除了产生一个零点以外，由于补偿电容C值比较大，故产生一个比较靠前的极点。而如果没有RC补偿，这个靠前的极点是不存在的。另外我讲到DCDC switch frequency为几百KHZ。
实际上我做过实验：如果不对EA进行补偿，系统的确不稳定，而补偿以后就OK了。

woshixiaocao

首先，你用的EA是gm amp还是OPA？如果是gm amp,那么ea的rout会很大，这样会与PWM input parasitic cap构成一个pole，这个pole是在你的loop里面的，所以在crossover  frequency之前有两个pole，因此需要compenste。如果你用的是OPA，那么loop的dominant pole是由 Cout和Rload构成，那么crossover frequency 会很远（GBW很大）。这样high frequency pole  就会出现在loop BW以内，会导致系统的不稳定。
所加入的零点是要cancel Cout和Rload构成的pole的。

yutian

这个问题之前我也有遇到，我最后参看一些公司的application note (NS, MPS等等)，稍微有点理解。
总的来说我比较同意goldenchen168的观点。

ppliu

感謝解惑
對目前工作內容有相當大的幫助

curtis0419

感謝解惑  對電路設計幫助很大

jiang_shuguo

学习了，了解了些补偿的东西。

sd5517805

希望各位讨论，多谢大家，等待。。。。。。