常见降压芯片控制模式之电压、电流及COT模式
本文针对降压Buck芯片，常用的电压模式、电流模式及COT控制架构做介绍。
电压模式控制
如下图所示，FB反馈电压与0.6V参考电压经过运放OPAMP放大后，得到一个控制电压COMP，并与三角波RAMP透过比较器PWM CMP进行比较，产生PWM控制讯号对MOSFET做开关；假设输出反馈回来的电压低于参考电压值时，运放OPAMP放大使COMP电压增加，此时与三角波RAMP比较后，产生更大的占空比使输出电压增加，反之，则COMP电压减少并调低占空比，由于开关管的开关频率为RAMP频率，所以此控制架构为固定开关频率的控制方式。
因反馈系统需要按一定比例、速度去做控制，以避免输出电压出现过冲、过降、震荡等事件发生，所以补偿网络分为I、II及III型补偿，如下图所示，其中I型为C1与R1的组合，目前较少使用，II型是在I型的基础上增加了R2与C2，如果要有较好的高频响应则用到了III型，在II型的基础上增加了R3与C3，在电路上的作用，C2的大小决定了稳定，R2的大小决定了速度，之间的作用是跷跷板取值需要合理，R3C3的作用在于瞬态响应的速度以及结束到稳态的时间。
由于补偿网络的参数受输入、输出电压、电感、频率、电容等等的影响，利用下图的Excel表格以方便参数设计。
电流模式控制
如下图所示，电流模式控制是在电压模式控制的基础上，引入了电感电流讯号做控制，与之相比有较快的瞬态响应，FB反馈电压与参考电压VRef经过运放EAMP放大后，得到一个控制电压COMP，在时钟讯号触发RS正反器为高输出时，透过比较器CMP与电感电流峰值做比较，产生清除讯号清除RS正反器成低输出，输出讯号用以控制开关管的占空比；当输出电压不足使得COMP电压增加，开关管需要导通更长的时间，进而产生更高的电感电流后才关断开关管，使得输出的能量增加，反之亦然，由于开关管的开关频率为时钟频率，所以此控制架构为固定开关频率的控制方式；由于电流模式控制在占空比大于50%时容易因干扰造成不稳定，所以需要斜坡补偿Slope，作法是在COMP引入一个负斜率的减少量，抑或是在电感电流讯号引入一个正斜率的增加量，其引入量斜率mc、导通时电流斜率m1与关断时电流斜率m2应符合(m2-mc)/(m1-mc)<1。
电压模式使用的运放OPAMP与电流模式使用的运放Eamp不同，如下图所示，前者为电压-电压转换器，而后者为电压-电压-电流转换器，称之为OTA架构，在补偿上也较容易只要Rc+Cc到地即可，在电路上的作用，Rc增加能提高电路速度，Cc增加能增加稳定，两者之间同时存在跷跷板作用，所以需要合理取值。
由于补偿值受电路的影响，为了方便设计能利用下图Excel表格设计补偿值后，再针对需求细微调整。
固定导通时间控制COT
固定导通时间控制为一种输出纹波模式的变频控制，如下图所示，当FB电压低于参考电压VREFX时，比较器PWM_CMP产生脉冲波触发D型正反器输出高电平，此时VIN电压与RTON电阻产生电流，对CTON计时电容计时，直到计时电容电压达到输出电压VOUT时，比较器TON_CMP产生清除讯号触发D型正反器输出低电平，直到FB电压再次低于参考电压VREFX时再次导通，因负载的大小会影响FB下掉到VREFX的时间，所以负载突然增加时，关断时间的减少，使得开关频率增加以提高输出的能量，反之亦然；最终因电感能量的守恒，所以稳态时的开关频率近似于固定。
系统的稳定受输出纹波的影响，当输出使用贴片电容MLCC因ESR较小，纹波过小使得系统产生不稳定，外加了Rr、Cr、Cc从电感产生纹波引入的FB使其稳定。
增加RCC纹波注入电路，在设计上同样受电路应用的影响，设计一Excel用以方便取值，如下图所示。
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