DCDC中前饋電容的作用

在DCDC電路中我們經常會遇到輸出的時候有高頻電路的干擾，或者輸出端負載快速變化等原因導致輸出電壓不穩定，這時我們就需要添加一個合適容值的前饋電容，來加快FB對輸出電壓的快速反饋，減小輸出電壓的波動。

這裡以立錡的RT6214為典型例子

上圖為DCDC典型應用電路，CIN為輸入濾波電容，CBOOT是上管驅動“自舉”電容，L是儲能電感，R1和R2是反饋電阻，CFF是前饋電容，COUT是輸出濾波電容，RT是內部運放補償器件（內阻形式表現出來）。

無前饋電容

如果沒有前饋電容，內部補償DC-DC轉換器的反饋網絡由兩個反饋電阻組成，用於設置轉換器的輸出電壓，如下圖所示：

輸出電壓公式為：Vout=Vfb*（1+R1/R2） 相應的增益與相位圖如下圖所示下：

有前饋電容

在反饋網中加入了前饋電容C1，公式也是Vout=Vfb*（1+R1/R2）如下圖所示：

但是因為有前饋電容，增益和相位已經受到影響，下圖顯示了相應的增益和相位圖

前饋電容的作用

增加了前饋電容設計， 變換器可以更有效地響應輸出電壓上的高頻干擾（交流阻抗小）。
在上方的兩張bode 圖顯示， 每個反饋網絡在較低頻率下的響應是相同的。 在中到高頻率下， 隨著通過 C1（CFF） 的阻抗路徑的減小， 輸出電壓到反饋端的擾動（變化）衰減較小， 並有效地提供增益和相位的提升。 zaisha

在DCDC工作電源中， 增加的增益和相位與會使得轉換器對負載瞬態響應速度更快， 因為在反饋節點檢測到的電壓偏差在較高頻率下衰減較少。 轉換器的反應是調整占空比， 以更快地糾正輸出電壓偏差。

為了優化瞬態響應， 選擇合適的Cff 值， 這樣環路反饋的增益和相位提升將增加轉換器的帶寬， 同時仍保持可接受的相位裕度。

通常， Cff 的較大值可提供更大的帶寬改進。 但是， 如果 Cff 過大， 前饋電容會導致環路增益交叉頻率過高， 並且 Cff 相位提升貢獻不足， 導致不可接受的相位裕度或不穩定性。

前饋電容的選擇

在數據手冊中我們一般會看到如下圖的描述：

上圖的VOUT就是DCDC的輸出電壓; R1和R2為反饋電阻; L為電感; COUT為輸出濾波電容。

CFF就是前饋電容，22~68 pF就是建議取值大小，我們需要根據實際的負載情況來選取合適的前饋電容值。

一般來說設定一個前饋電容值，測量DCDC輸出端的紋波電壓大小; 減小或者增大前饋電容值，再次測量紋波大小，直到紋波電壓小於自身產品要求的紋波電壓時，當前前饋電容我們認為是合適的。