在 Buck 电路中,FB 分压电阻是反馈电路的重要组成部分,主要用于将输出电压分压后反馈到芯片的 FB 引脚,以实现对输出电压的稳定控制。

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作用原理:FB 分压电阻通常由高边反馈电阻 R1 和低边反馈电阻 R2 组成,它们串联在输出电压 VOUT 和地之间。芯片内部的误差放大器通过 FB 引脚检测分压后的电压,并与内部参考电压 VREF 进行比较,根据比较结果及时调整 PWM 信号的占空比,从而控制开关管的导通和关断时间,输出高于我们设定的电压值,就减少PWM的占空比;输出低于我们设定的电压值,就增加PWM的占空比,实现对输出电压的调节。

那么问题来了?当我们需要调整输出电压时,应该如何FB电阻?更换上分压电阻R1?更换下分压电阻R2?阻值如何取?确定了比例关系,但是具体的值到底如何取,需要考虑哪些因素?对整个电路又有什么影响?

取值影响

待机功耗:根据功率计算公式 P=U²/R,分压电阻的阻值越小,功率损耗越大,无负载输入电流也越大,静态功率损耗就越高。因此,在低功耗应用场合,比如一些便携式设备,对功耗有着极其严苛的要求。为了提高轻载时的电源效率,通常会选择较大阻值的 FB 分压电阻,一般在 10kΩ-500kΩ 之间。

Vin=12V, vo=3.3V, Fsw=500KHz 
RI+R2=1316K RI+R2=13.16K 
MPQ4430 
lin 
100 
90 
80 
70 
60 
50 
40 
30 
20 
10 
0.00001 
0.0001 
13uA 
0.001 0.01 
IO(A) 
96uA 
RI*R2 1316K 
0.1 
1

输出电压精度:FB 引脚存在一定的输入电流 IFB,当分压电阻的阻值较大时,IFB 在分压网络中占比增大,会导致输出电压偏离预设值,降低电压精度。通过下图中的计算,我们可以发现为了保证输出电压精度,一般要求流经分压电阻的电流至少是 IFB 的 50 倍或 100 倍。这一点是在实际应用中很容易被忽略的,需要大家特别关注下

IRI=lR2+lFB 
Vref 1 _ 
out' 
IRI Z IR2 
V = V ref

反馈环路稳定性:对于电压型误差放大器,其增益与高边反馈电阻 R1 有关,在动态负载对纹波有要求的场景,可以调整 R1 阻值来优化环路特性。对于电流型误差放大器,运放增益与 R1/R2 的比值有关。为了获得近似的环路特性,通常建议固定上分压电阻 R1 的阻值,通过调节下分压电阻 R2 的阻值来改变补偿器的增益,这样能尽可能的保持环路的稳定,减少不必要的麻烦。

F B 电 阻 选 值 影 响 3 一 一 一 一 补 偿 耨 性 黾 哣 : 丿 
V 
zf(s) 《 
反 馈 网 络 只 是 单 电 阻 的 情 况 时 
电 压 型 运 放 
Gea(s)=Zf(s)/R1 , Zf(s) 为 RC 补 偿 网 络 函 数 
EA 
电 压 型 运 放 , Gea ( s ) 与 RI 取 值 有 关 
Cl 
C2 
建 议 对 T 小 同 电 压 输 出 场 景 , 保 持 RI 不 
变 , 调 节 R2 , 以 获 得 近 似 的 环 路 特 性

分压电阻取值方法

1,通过电阻串联或者并联达到取到合适阻值,因为电阻的阻值并非连续的,所以很多时候计算的值,无法直接选取到合适的值,这个时候就可以通过串联或并联来得到自己需要的值

2,通过计算工具取到合适阻值的,很多大厂都有计算的工具,下面推荐一个TI的给大家,按自己的需求填好相应的值,直接输出阻值,非常方便可靠。Analog Engineer's Calculator:

https://www.ti.com/tool/ANALOG-ENGINEER-CALC#downloads

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