本期內(nèi)容

多相電源因其高效率、高功率密度、優(yōu)秀的熱管理和快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，在多個(gè)行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，比如：高性能計(jì)算（HPC）、通信基站、智能駕駛、ASIC 或處理器的內(nèi)核電源以及服務(wù)器的存儲(chǔ)器應(yīng)用等。

這些應(yīng)用展示了多相電源在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的重要性，它們?cè)趯?shí)現(xiàn)復(fù)雜電力系統(tǒng)中每個(gè)電源模塊的均衡負(fù)載方面具有重要意義。而均流對(duì)于多相供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，它不僅關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，還直接影響到電源模塊的壽命和效率。

今天我們?yōu)榇蠹医榻B：如何通過(guò) COT 控制方式來(lái)保證多相電路均流！

01在介紹之前，我們首先來(lái)看下 COT 控制的方式，它是需要依靠 FB 引腳上的紋波才能正常工作，其上管導(dǎo)通時(shí)間 Ton 是固定的，下管導(dǎo)通時(shí)間 Toff 是可變的，故其開(kāi)關(guān)頻率是可變的。

圖 1：COT 控制方法原理

反觀電流控制的方式，其開(kāi)關(guān)周期是固定的，每當(dāng)上一個(gè) Ton 結(jié)束后，需要等到該周期結(jié)束后才能進(jìn)入下一個(gè) Ton，這會(huì)導(dǎo)致它在負(fù)載劇烈變化時(shí)響應(yīng)速度會(huì)相對(duì)較慢，輸出電壓會(huì)有很大的 Vdrop；

而 COT 的控制方式則可以通過(guò)減小 Toff 來(lái)提高開(kāi)關(guān)頻率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)快速的響應(yīng)速度，輸出電容損失的電荷量也少，可以節(jié)省輸出電容數(shù)量。

02我們?cè)賮?lái)看電壓 / 電流控制方式的多相電路，由于其 PWM 的開(kāi)關(guān)特性，在輕載切換到重載時(shí)，主 Phase 將會(huì)增加 PWM 的 Ton 來(lái)提高瞬態(tài)響應(yīng)能力，此時(shí)輸出電壓得以回升，這將會(huì)導(dǎo)致次級(jí) Phase 的 Ton 減小，進(jìn)而流通更小的電流。

圖 2：電壓 / 電流控制方式的電流動(dòng)態(tài)變化過(guò)程

從上圖我們可以看到在快速的負(fù)載切換時(shí)，兩個(gè) Phase 之間有個(gè)很明顯的電流差。

而 COT 控制方式的多相電路，則是保持相同的 Ton，通過(guò)減小 PWM 的 Toff 來(lái)響應(yīng)快速的負(fù)載切換，每個(gè) Phase 都是彼此獨(dú)立。

從下圖可以看到每個(gè) Phase 的電感電流都以一個(gè)小的步進(jìn)快速增加，周期性彼此交替，這使其比電壓 / 電流控制方式有更好的動(dòng)態(tài)均流。

圖 3：COT 控制方式的電流動(dòng)態(tài)變化過(guò)程

03這里再給大家介紹下 DrMOS電流采樣原理。通過(guò)電流鏡可以從內(nèi)部的下管轉(zhuǎn)換出一個(gè)特定比例的電流，再通過(guò) CS pin 流出到控制器。

圖 4：DrMOS 電流采樣原理

該 CS 電流與電感電流保持成比例，Cycle-by-Cycle，獨(dú)立于溫度，導(dǎo)通電阻，電感的 DCR，占空比和開(kāi)關(guān)頻率變化。

傳統(tǒng)的依靠外部電感 DCR 的電流采樣方式，需要在電感兩端外加 RC 采樣電路，具有所需外部器件較多且 DCR 采樣誤差較大，采樣電路容易干擾，調(diào)試?yán)щy等缺點(diǎn)。

而 MPS-DrMOS 的內(nèi)部電流采樣方式則具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，外部器件少，精度高等優(yōu)點(diǎn)。

圖 5：DCR 電流采樣 VS MPS Accu-Sence 采樣方式

在控制器的電流回路中，每相的電流會(huì)被檢測(cè)并根據(jù)電流參考值進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)相與第一相之間 CS 電壓即電流不均流時(shí)，其對(duì)應(yīng)的 PWM 波的 Ton 會(huì)相應(yīng)的進(jìn)行調(diào)整，此時(shí)的 Ton 是可變的，以達(dá)到每相的 CS 電壓保持一致，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)均流。

圖 6：多相控制器電流采樣架構(gòu)