DC-DC轉換器中的COT是什么看來就知道

縱觀市場上的DC-DC轉換器產(chǎn)品，我們會發(fā)現(xiàn)許多產(chǎn)品的簡介中提到COT這個詞，有時還會加上一些其它的修飾如Adaptive、Current Mode等。

在微盟電子近期推出的產(chǎn)品介紹中也提到COT這個關鍵詞，那么COT是什么意思，又有什么優(yōu)點呢？本文會向您解釋這些問題。

首先我們看一個BUCK DC-DC轉換器的基本結構，如下圖：

將高側開關M1導通、電感充電的這段時間定義為導通時間TON，對于傳統(tǒng)的固定頻率電壓?；蛘?a href="http://www.ttokpm.com/tags/電流/" target="_blank">電流模DC-DC，開關周期時間不隨工作環(huán)境如輸入電壓、負載電流的變化而變化，固定頻率的控制方式主要通過改變TON來調(diào)整輸出電壓，而COT的不同之處就是對TON的控制方式上。

COT是恒定導通時間（constant on time）的縮寫，對于升壓產(chǎn)品而言就是恒定關斷時間（constant off time）了。顧名思義，它是指DC-DC工作時用一個固定時長的計時模塊來控制開關管的導通（關斷）時間?？梢詤⒖枷旅娴目驁D。

輸出電壓經(jīng)過分壓電阻反饋到比較器反向輸入端跟VREF進行比較，比較器輸出跟最小關斷時間消隱信號進行“與”運算后控制RS觸發(fā)器，當VFB低于VREF時，會置位RS觸發(fā)器，此時可以認為一個單穩(wěn)態(tài)電路被觸發(fā)到暫穩(wěn)態(tài)，低側開關關斷后高側開關導通并保持恒定的時間段，這段時間會促使輸出電壓上升，恒定導通時間模塊計時結束后會復位RS觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)電路恢復到穩(wěn)態(tài)，高側開關關斷后低側開關導通，經(jīng)過最小關斷消隱時間后，直到下一次VFB低于VREF才會觸發(fā)新的開關周期?？梢钥吹紺OT控制架構不需要外部固定頻率時鐘信號驅(qū)動，整體來看，它是將單穩(wěn)態(tài)電路和BUCK電路整合成一個閉環(huán)振蕩電路。下圖是COT BUCK各個信號的工作波形。

COT架構跟傳統(tǒng)的固定頻率控制方式相比具有更快的動態(tài)響應，在低占空比應用時這種優(yōu)勢會更明顯。下圖是負載瞬態(tài)響應的波形，當負載突變時，輸出電壓下降，當?shù)陀趨⒖茧妷簳r會立即打開高側開關，而不像固定頻率控制中必須接收外部時鐘信號的觸發(fā)才開啟高側開關，在TON階段電感電流上升，如果反饋電壓仍低于參考電壓，會在一個最小關斷時間后再次啟動新的TON，高側開關會重復這種連續(xù)開啟直到輸出電壓和電感電流都達到預期值，這也是COT快速動態(tài)響應的來源，它是通過改變開關頻率來影響占空比并達到穩(wěn)定輸出的效果。

COT是一種優(yōu)秀的電源轉換器控制方式，不過實際應用中還存在一些問題。COT控制中TON時間是固定的，當輸入或者輸出電壓變化時，占空比也會改變而TON不變，這會導致開關頻率較大變化，對于一些EMI敏感的系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。除此之外，傳統(tǒng)的COT控制方式單純依靠輸出紋波的負反饋來調(diào)整輸出電壓，每次高側開關的開啟都是在反饋電壓低于參考電壓時發(fā)生，如果輸出紋波較小，高側開關經(jīng)過一次恒定導通時間的開啟后反饋電壓無法抬升至參考電壓以上，會導致高側開關在一個最小關斷時間后連續(xù)開啟，輸出電壓上產(chǎn)生較大幅度的振蕩紋波。因此COT控制需要最小輸出紋波來保證穩(wěn)定工作，輸出紋波的主要成分是電感電流流過輸出電容ESR產(chǎn)生的，而目前主流的MLCC有體積小、高容值、低ESR等優(yōu)點，這就給COT的應用帶來穩(wěn)定性的問題。
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