【短视频】MPS 电源小课堂第三季第十二话：速度与“激情”——ACOT

点击标题下「MPS芯源系统」可快速关注

上期回顾：Buck 电感的计算

本期内容

如今 Buck 的控制模式多种多样，工程师们也挑花了眼，但是选择的标准从来没变过，都是“速度”与“稳定”。

今天，MPS的工程师就为大家介绍一种“速度兼备稳定”的控制模式——ACOT，带你深入了解其技术优势与工作原理。

观看视频

视频文字部分

随着科技的发展，对 Buck 提出的要求也越来越多。如果把 Buck 比作一台赛车，那么：

控制模式决定了大部分响应速度，宛如赛车的马达；

抗干扰措施可以增加电路的稳定性，宛如赛车的轮胎决定了抓地力；

保护措施宛如赛车的防撞架；轻载高效措施可以延长电池使用时间；

而EMI 措施可以看作导轮保证各种测试弯道不会飞出。

COT 的诞生

控制模式的革新，带来了速度的提升，所以我们的赛车在动态响应上表现效果更为出色。

如果希望了解COT 控制模式的具体原理可以观看我们之前的电源小课堂。

COT 纹波注入

但是由于 COT 本身限制，在低ESR的应用环境下，容易出现输出不稳定的情况。

纹波注入的发明让COT这台赛车有了更好的稳定能力，可以应对更多的使用情况，不再被ESR较小问题限制。

ACOT 技术

随着 5G 时代的到来，COT 也承担了更大电流的输出任务，但是对于变频的控制模式，EMI 和多相并联成了较大问题。

那么我们今天的主角ACOT隆重登场，救车于水火，让我们的赛车下水道过弯，成功在提速的同时也保持了稳定。

ACOT 技术介绍

为了更方便的说明 ACOT，下面我们先一起看下普通的 COT 模式的架构, 它的控制环路里最突出的部分就是比较器和T_on的控制单元，此单元又称为OST (One-shot Timer)，显然如何将变频变为定频，我们必须从这个控制单元入手。

我们来仔细看看这个单元的内部。

图1 传统COT架

传统的 COT 的 OST 环节打开来如图2所示。

若假设 t₀时刻为上管开通时刻，此时 S₁断开，I_C开始给 C_TH充电，V_SAW开始上升，当 V_SAW=V_TH的时候比较器 Comp2 输出电压反转，然后上管关闭。

S₁闭合，V_SAW也开始放电，为下次充电做准备。

I_C和 V_TH固定，则 T_on固定。

通过 T_off来调节占空比，因为占空比的改变则开关频率有所改变，达到不同输出的目的。

图2 传统COT的OST工作原理

但是如果对于定频而言，T_on不能再为固定，所以，如果想要做成定频的，则需要使 OST 与 V_in和 V_out产生联系来改变占空比，再通过一个计时器来固定周期。

所以设计者们使 I_C=aV_in， V_TH=bV_out，此时 T_on与 V_out和 V_in产生关联。

图3 ACOT的OST工作原理

接下来我们解释一下ACOT 为什么定频的原因。

当 b，a，C_TH不变时，可以实现定频。

不仅如此，我们优秀的芯片设计者优化 ACOT 技术，也让它拥有了更好的瞬态响应，现在让我们看看他们是怎么做到的。

因为现在的 T_on时间长短和输入输出电压有关，所以如果可以做到 a 和 b 在动态时可以随之变化，动态响应便可得到优化。

下图中，当 V_FBREF的时候，V_C上升，V₁上升，则 V_on增大，在充电电流不变的前提下，T_on变大。反之亦然。

这种通过调节比较电压来调节 T_on的方式被称为电压增强型 ACOT。

图4(a) 电压增强型OST结构框图

有电压增强型 ACOT 必有对应的电流增强型 ACOT。

我们先固定上图3中 b 不变，让 a 进行实时变化，也可以达到优化瞬态的目的。

当输出电压不足的时候，I_ea增大，则 I_saw变小，充电电压不变的情况，充电电流减小，T_on时间变长，可以更好的抬升电压；反之亦然。

图4(b) 电流增强型OST结构框图

MPS ACOT 芯片介绍

MPS 公司有很多采用了 ACOT 技术的芯片，这些芯片通过使用独特的 ACOT 技术可以实现多个芯片的自我并联，达到更大输出电流的目的。