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標題: Constant On time [打印本頁]

作者: yutian 時間: 2010-8-3 01:49 PM
標題: Constant On time
最近在學習一些constant on time和hysteretic mode control方面的資料，想請問壇里的老大們，有相關的資料共享一下不？
另外如果誰對這種控制方式比較了解，可以出來討論一下嗎？

作者: pilifan 時間: 2010-8-11 03:36 PM
本帖最後由 pilifan 於 2010-8-11 03:42 PM 編輯

回復 1# yutian

1. Constant On Time
顧名思義，在每一次切換周期下，開關導通的時間是固定的，
一般而言，在PWM模式下控制一個Buck converter，我們
主要是調整PWM的Duty來達到穩壓的目的。如今若採用constant on time的方式控制
要達到輸出電壓穩壓的效果，控制器所要調整的便是開關截止的時間長度。(本質上仍是調整Duty，但切換頻率卻變不是固定的)
亦即在不同電路條件下，切換頻率是不固定的。
此方法常用於CRM Boost PFC的應用中。

2. hysteresis mode control
磁滯(hysteresis)控制的好處是頻率響應快，因為只需要兩個比較器加上SR-Flipflop就能實現
缺點是EMI較大。常用於電感電流的控制。
簡單的說，假設今天的目標是將輸出電壓控制在5A，
使用磁滯控制時會設定一個區間，假設為正負0.1A，
則當電感電流下降到4.9A時，控制器使開關導通，讓電感儲能，電感電流上升
當電感電流上升至5.1A時，達到上界，故使開關截止，讓電感釋放能量，電感電流下降
如此週而復始。
因負載條件不同，hysteresis mode control的開關切換頻率也是不固定的。

因您的問題不是很明確，只好先就兩者的基本動作原理說明。
若有更詳細想知道的東西再提出來吧！希望有幫到您。

作者: yutian 時間: 2010-9-16 06:59 PM
[attach]10730[/attach]謝謝Pilifan的回復，關于constant on-time和hysteresis兩個控制的優缺點，我有所了解，只是在這里向和大家討論一下constant on-time的控制方案，關于這些可以從TI、NS或其他公司的patent看到。如果有誰在做這方面的工作，大家可以交流一下。
附件為TI發表的一個application note，大家不妨了解一下。

作者: yutian 時間: 2010-9-16 07:01 PM
另外問一下pilifan，在臺灣嗎？是否可以幫我找幾篇master的論文，謝謝

作者: patrick02046 時間: 2011-4-23 01:39 PM
如果你要類似的論文可以寄信給我

在本版私下留言給我

作者: mattmei 時間: 2011-4-25 05:56 PM
终于可以回帖了，耶！！！

作者: patrick02046 時間: 2011-5-29 08:47 AM
本帖最後由 patrick02046 於 2011-5-29 08:50 AM 編輯

順便補充一下除了constant on time外，還有constant off time控制~ 兩的差異在於

1. on time: fs 正比於 Iload

2. off time: fs 反比於 Iload

所以在輕載控制時要用constant on time ，整體的dcdc converter才會提升效率，用錯的話就會降喔~

在學術上也有人在converter 在重載時，將PWM控制替換為 constant off time ~

作者: ladyluck 時間: 2011-6-19 12:55 AM
Constant on time 在CCM的情況下  頻率跟輸出負載沒有關係理論上頻率是要固定的  DUTY大小也是固定的
Duty = Vout/Vin = Ton/T 很明顯的 Vin固定  Vout固定, Ton也固定. T(週期)理所當然的也是固定
頻率是T的倒數, 所以頻率當然也是要是固定的
很多人覺得輸出負載越大, 頻率要越快. 其實不是這麼一回事. 輸出負載越大, 是每次H/S 導通的時候從Vin拉的電流越大. 頻率並沒有變快的必要. (只有load transient的時候會變快)
Contant on time 在DCM的情況下頻率就跟輸出負載有關係  負載越大頻率越快

作者: patrick02046 時間: 2011-6-20 06:12 PM
本帖最後由 patrick02046 於 2011-6-20 06:14 PM 編輯

謝謝~ ladyluck 大大指正~ 不好意思前面寫錯哈哈(丟臉~)

更正為DCM時,

1. on time: fs 正比於 Iload

2. off time: fs 反比於 Iload

另外再附上資料. 有興趣的可以看一下.

裡面有一些constant on time and constant off time推導公式(簡化版)以及

大部份ripple based控制的電路分類
[attach]12912[/attach]

作者: harryzhuge 時間: 2011-12-15 05:01 PM
终于可以回复了
最近在做constant on time 的架构，我是来学习的啊

作者: wacsula 時間: 2011-12-20 11:09 AM
感謝分享
對這架構有更進一步的了解了^^

作者: wacsula 時間: 2011-12-20 11:09 AM
感謝大大分享
對這架構有更進一步的了解了^^

作者: patrick02046 時間: 2012-2-9 01:41 PM
可以請問一下什麼時後會選擇constant-off time ?

作者: markie 時間: 2012-2-24 09:34 PM
回復 13# patrick02046
当你要获得大占空比的时候。

作者: rfevan 時間: 2012-3-7 03:15 PM
最近正好要看一些buck控制方面的東西
看了大家的討論滿有收穫的
甘溫

作者: Zuman 時間: 2012-3-12 04:36 PM
请问下COT架构与current mode的优缺点？？本人所在组全是做COT架构的Buck，觉得电路比较复杂，想横向对比Current mode架构优缺点，以及COT架构是否有优势，尤其在对于transient response要求比较高的computing power领域！
谢谢各位大大先！

作者: patrick02046 時間: 2012-4-4 02:22 PM
本帖最後由 patrick02046 於 2012-4-4 02:23 PM 編輯

1. fs
COT: CCM=Vout/(VinxTon) ,  DCM= 2LxVoutxIo/[TonxTonxVinx(Vout-Vin)]
PCM: constant frequency
refer: Ripple-Based Control of Switching Regulators_An Overview

2. Subharmonic
COT: NO  (no slope compensation)
PCM: Yes
refer: Current-Mode Control:Modeling and its Digital Application, Jian Li

3. Cout
COT:  RcxCout > Ton/2  (Stability)
PCM: NO ESR limitaion (Stability is dependent on compensator design)
refer: Ripple-Based Control of Switching Regulators_An Overview

4. Compensator
COT:  Yes or NO (depend on cost)
PCM: Yes
refer: Ripple-Based Control of Switching Regulators_An Overview

5. Speed (not sure)
COT speed > PCM speed

作者: ryanhsiao 時間: 2012-6-7 06:21 PM
最近常看到電源設計都使用COT, 電路上在電感二端要再接RC到FB, 是和COT架構有關係嗎, 我聽說不是很好設計外部線路是這樣嗎.

作者: patrick02046 時間: 2012-10-10 11:12 AM
本帖最後由 patrick02046 於 2012-10-10 11:15 AM 編輯

不一定。ryanhsiao 提到的跨到電感上的RC是感測電感電流訊號，是一種外部感測電感電流的一種作法。而COT有幾種作法。舉例:

法一:要達到constant on time的效果，可以限制電感電流的最大值。如果限制電感電流最大值，就可以達到固定的導通時間控制。

法二:利用定電流對C充電達到一個固定導同時間控制。

固定導通時間，也有一些變化型，如導通時間可以隨著Vin變化，這種叫做adaptive constant on time控制。

另外，固定導通時間在一個您要設計的系統中，該要設計多少? 這會影響輕載效率。

那何時要進入固定導通時間的控制模式? 這會影響efficiency vs load current曲線。

還有，整個系統都操作在固定導通時間模式嗎? 還是要搭配PWM模式控制?

最後，可以想想固定導通模式與間歇模式哪種在輕載操作會比較好?

固定導通時間模式，由於是變頻操作，所以可能會進入音頻，那如何防範音頻噪音呢?

作者: liweilin 時間: 2012-11-26 05:53 PM
patrick02046 您提到的進入固定導通時間的控制模式，如果沒錯應該是透過LC來做控制的吧！這會影響load 輕重的efficiency，想知道有使用過COT架構的使用者，應該都有遇過高頻音的難題吧！想知道對高頻音有什麼看法嗎？還是有人推薦開去閱讀那些書籍、文章、論文嗎？或者有什麼經驗談能夠傳授給小弟！

作者: patrick02046 時間: 2012-11-26 08:51 PM
在AC)DC上我有看過類似限高頻的控制，我只提概念。他們的作法是有的是在PWM PULSE結束後，開始計數，計數一段固定的時間後，電路"強迫" 打出set訊號，拉起PWM PULSE。這種方式是"限制最大的off time",這類型的限頻技巧常用在QR control上。

作者: liweilin 時間: 2012-12-6 11:26 PM
這種方式似乎在ACDC很早就使用著，DCDC上似乎是使用類似方式來做動，據我所知的COT架構，似乎會先打一個pulse開啟然後再打一個pulse關閉SW，第一pulse開啟後到第二個pluse關閉這個時間是固定的，但是這開啟到關閉時間是如何定義、是如何來的、哪邊是作為參考值呢？？
目前只知道這是固定的on time時間，所以CCM要進入DCM只能夠靠控制off tim來做Duty cycle的比例大小，但LOADING變動下頻率也跟著變動，似乎會掉到人耳聽得道的高頻音，這方面有什麼方式能夠避免掉嗎？？

作者: patrick02046 時間: 2012-12-8 02:10 PM
DCM flyback or boosr 為例子，Pout=0.5x IpkxIpkxLxFswxeff. Pout=0.5xFswxeffix(tonxVin/L)^2，由這可知道constant on time的長短會影響當時系統的切換頻率，也可知道要on time設計依據。如果on time過長，則Fsw會過低，導致進入音頻的可能。此外，在AC/DC而設計時，還有考慮在265Vac和在85Vac 的固定導通時間"分別"要設計多少?

作者: liweilin 時間: 2012-12-8 11:02 PM
AC DC 我目前還未涉略，指膚淺的知道這個控制方式在AC上是常用的！！
您所說的on time時間過長，是單指on time在turn on的時間或者是一次週期的on time時間比例呢？因為我目前使用的COT 架構的IC，on-time的turn on 時間在CCM or DCM的時間都是一致的，目前解決方式都只是針對L與Cout來上DCM盡快得進去CCM的狀態，不知是否有得過哪一本書或者論文能夠推薦的，在改善效率上，這個架構有可能會是一種方式，想要弄懂這架構從Vin到SW做動FB回授然後有輸出，目前就只知道這些了...

作者: u8912017 時間: 2016-7-21 06:49 PM
真的是太趕謝大大了，樓上好幾位大大都很認真的分享那麼多的心得，讓我們得以學習到很多的經驗。

真的是大謝謝這幾位前輩了^^

作者: 謝秉彣@FB 時間: 2016-11-8 10:48 PM
第一次接觸,可否麻煩大師協助講解LM5085的工作原理

作者: fea7777777 時間: 2018-10-25 04:25 PM
感謝分享!!資料很豐富~足夠小的學習一陣子!!感謝

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