COT控制不断迭代，解决了频率无法固定、需要较大输出纹波等问题

时间： 2023-11-02 来源：芯洲科技微信公众号

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所谓控制模式，是如何实现电压调节功能的方法。他定义了电源在面对各种干扰时，保持持续稳定输出的策略，是开关电源中非常重要的一个技术点。目前开关电源的主流控制模式主要有电压控制模式、电流控制模式、恒定导通时间控制模式(COT)等。

COT控制相对于电压控制模式、电流控制模式，既减轻了环路设计的复杂，又拥有较快的响应速度，在开关电源的应用中逐渐广泛。但COT独特的拓扑也有一些不可避免的缺陷，在日益发展的电源长河中，COT控制也在不断的迭代，解决了频率无法固定、需要较大输出纹波等问题，并在集成度上精益求精。

接下来，让我们一起看看关于恒定导通时间控制（COT控制）前世今生的发展演进。

传统COT控制方式

传统的COT控制方式是一种变频控制方式，其控制核心是通过一个比较器来观察输出纹波电压，让它检测最小阈值来控制MOS管的开关时间。简单地说，当反馈电压Vfb＜参考电压Vref时，启动单稳态计时器，上MOS管开始恒定导通，导通完一个固定时间后，上Mos管关闭。直到电感电流和纹波电压使Vfb再次下跌至Vref时，再开启下个周期。

但显而易见的是，此控制方式频率无法固定，且需要较大的输出纹波电压来满足控制。

图1 传统的COT控制

自适应COT控制

为了解决频率无法固定的问题，电源工程师们研发出自适应COT控制。在每个周期的开始时，高侧的MOSFET被打开固定的一次导通时间的开启周期。周期的时间由on time转换器的输入电压VIN和输出电压VOUT（占空比）逐周期计算，以保持在输入电压范围内的伪固定频率，因此称为自适应开时控制。

但自适应COT控制仍需要输出电容有较大的ESR来产生较大的纹波电压保持系统稳定。

图2 自适应COT控制

增强型COT控制模式

增强型COT控制模式是自适应COT控制的改进模式，此模式可容许电路输出使用全陶瓷输出电容（较小的ESR）。如何做到输出使用全陶瓷电容呢，是仿制了一个同电感电流同相位成正比的纹波电压，仿制基本上有两种思路：

第一种将 RCC 纹波补偿方式放入芯片内；

第二种是在电感外部加RCC补偿电路。RCC补偿电路是由两个电容和一个电阻组成，电感两端的Rr和Cr利用电感的DCR产生纹波电压，此纹波电压类似于标准电容ESR产生的纹波电压，该纹波电压通过Cc进行耦合反馈到Vfb引脚，Cc可以隔离直流电压，所以仅需要很小的交流电压纹波来进行反馈。

图3 外部加纹波注入补偿电路示意图

SCT增强型COT控制模式产品的做法是第一种，在芯片内部放置了RCC纹波补偿电路，与第二种原理相同，但拥有更高的集成度，且减少了外围器件成本。

但同样的，增强型COT控制模式也有一个COT不可避免的问题，是在CCM的模式下输出电压会比参考电压大1/2的纹波电压，但这也是COT控制存在的基础。

图4 增强型COT控制

所以，增强型COT控制在原来的基础上，通过误差放大器进一步提高电路在CCM模式下的工作精度，且在jitter方面也加入了谐波补偿。但因优化模式较为复杂，本文便不再赘述，有兴趣的小伙伴可以联系FAE更深入了解。

SCT芯洲科技致力于为客户创造更有价值的产品，目前COT控制产品（如100V BUCK系列、18V 3A Buck系列、30V 6A Buck系列等）都使用更先进的增强型COT控制方式，既为客户使用带来COT控制的优势，同时尽量弥补了COT控制的缺陷。

最新产品SCT2A00，100V/0.6A，小封装，全陶瓷输出电容，极具性价比的COT控制芯片，目前已广泛应用于光伏、工业自动化、电动两轮车等行业中。

图5 SCT2A00典型应用图

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