Constant On time

yutian

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？

patrick02046

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

pilifan

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。

fea7777777

感謝分享!!資料很豐富~足夠小的學習一陣子!!感謝

謝秉彣@FB

第一次接觸,可否麻煩大師協助講解LM5085的工作原理

u8912017

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^^

liweilin

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...

patrick02046

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?

liweilin

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？？

patrick02046

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。

liweilin

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！

patrick02046

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?

ryanhsiao

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.

patrick02046

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

Zuman

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！

rfevan

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

markie

回復 13# patrick02046
当你要获得大占空比的时候。

patrick02046

可以請問一下  什麼時後會選擇constant-off time ?

wacsula

感謝大大分享
對這架構有更進一步的了解了^^

wacsula

感謝分享
對這架構有更進一步的了解了^^

harryzhuge

终于可以回复了
最近在做constant on time 的架构，我是来学习的啊