D-CAP3 ，比原版更好的版本

今天的电源系统设计工程师面临着越来越大的挑战，即在更短的时间内完成设计，同时以最少的补偿电路和工作量确保它们在操作环境中保持稳定。环路补偿需要时间并增加额外的补偿网络组件，从而增加成本并降低可靠性。D-CAP 通过不需要环路补偿来解决这个问题。

TI 于 2004 年首次发明了高级 D-CAP TM控制架构，作为电流模式控制的一种形式。术语“D-CAP”表示电流信息是“直接通过输出CAP感应器感应到的”。TI 的第一款 D-CAP 控制器TPS51116是通过将控制器与恒定导通时间调制器相结合来实现的。如今，TI 拥有一系列产品，这些产品具有各种调制器和原始 D-CAP 控制的下一代形式。

D-CAP 控制架构的三种形式是：

D-CAP 模式(带外部纹波注入)

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具有恒定导通时间或固定频率调制器。

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在输出大容量电容上使用ESR来稳定环路。

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带有外部 RCC 的 DCAP可以操作所有 MLCC输出电容器。

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D-CAP2 模式

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输出陶瓷电容支持内部相位补偿。

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内部电感纹波电流“仿真器”电路用于为 D-CAP2 控制生成足够的斜坡，以比较输出电压与参考电压，以确定是否打开 PWM。

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D-CAP3 模式

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支持带内部相位补偿的输出陶瓷电容。

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基于占空比的自适应斜坡补偿选择由 D-CAP3 实现，以提高瞬态性能和 LC 输出滤波器范围。

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D-CAP3 模式通过实施专门的电路来消除半时间斜坡幅度，从而提高了输出电压设定点精度。 观看“ D -CAP3 控制模式降压 FET 转换器”了解更多信息。

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请注意，所有形式的 D-CAP 控制架构都使用自适应准时控制。通过发送 VIN、VOUT 和 IOUT 来调整 PWM 开启时间。

D-CAP 控制模式的工作原理

D-CAP 控制模式将反馈电压的分压版本(来自输出电压纹波并包含输出电压)与输出电压设定点进行比较，并决定是否打开 PWM。当 VBF 低于 VREF(输出电压设定点)时，下一个 ON 周期开始。ON 周期持续一段预定的时间，输出电压偏移输出电压纹波的一半，因此需要相应地实施反馈设计(图 3)。

D-CAP 控制基本上是一种不需要相位补偿的非线性控制模式。对于相同的负载瞬态，与电压和电流模式控制相比，它提供更快的负载瞬态响应。这导致更少的输出电容器、更高的功率密度、更低的 BOM 成本和更高的可靠性。

在相同负载瞬态条件下，D-CAP 控制与电压模式相比具有更快的负载瞬态响应。

D-CAP 的瞬态响应很快，因为输出电容的 ESR 提供任何负载变化的即时反馈。D-CAP PWM 比较器在 10ns 内以一组 ON 脉冲响应。

导通脉冲频率增加到一个非常高的值，电感器电流在很短的时间内上升以匹配输出电流，从而减少了对输出电容器的需求。

电压模式控制使用具有带宽限制的误差放大器。它为误差放大器提供电压和参考，但对输出电压变化的响应速度很慢。

此外，尽管 D-CAP 模式 DC/DC 转换器和控制器中没有时钟，但开关频率容差在工作范围内非常严格且极其稳定。

D-CAP3 是最新版本，与以前的模式相比，具有显着的负载调节优势。当使用 MLCC 输出电容时，它添加了一个特殊电路来消除内部纹波(斜坡)直流偏移。这显着收紧了负载调节。TI 的SWIFT™ TPS53513、TPS 53515和TPS53915转换器具有 D-CAP3 控制模式。

此外，D-CAP3 中的内部纹波(斜坡)根据输出电压、占空比、输出滤波器 (LC) 选择和开关频率进行自适应调整，以提高性能和易用性。

通过单个 Rmode 电阻选择 RC(斜坡)时间常数，D-CAP3 控制可实现最佳时域和频域性能。

使用具有 D-CAP 控制模式的 TI 产品降低成本并确保您的下一个设计的可靠性。