作者：Evan 远远，魔都漂流的孤独患者。

热爱电力电子和模拟电路，希望大家一起交流。

在 2004 年，TI 第一次推出了以 DCAP 模式为代表的 DDR memory 电源控制器 TPS51116。

继 DCAP 模式推出后，后续又推出了改进的系列——DCAP2、DCAP3 系列。

它们之间的功能特性区别如下表。

控制器类型特性COT恒定导通时间ACOT自适应恒定导通时间DCAP=ACOTDCAP-2=ACOT + 内部纹波补偿DCAP-3=ACOT + 内部纹波补偿 + 提升输出电压精度在 Part5 的文章中(COT 控制模式简述 part5)，介绍过外部的 RCC 式纹波补偿。

参数设计要满足三个边界条件，对于经验不是足够丰富的工程师来说，似乎是有些难度。

与此同时，当板载的其他硬件都已经考虑完毕之后，留给电源部分的空间会很小。

对于多相交错的 VRM 应用场合，每一相都要增加三个元器件，对于设计者来说，显然，这不是足够的友好。

另一方面，外置的纹波补偿电路还要受到温度漂移的影响，分布在外侧的两相散热条件比中间相的要好，这会导致受温漂影响的程度也会不一致。

因此，IC 设计者和研究者们提出了一些解决的思路。

为了“仿制”一个同电感电流同相位成正比的纹波电压，基本上只有两种思路。

第一种即是，将 RCC 纹波补偿方式放入片内，DCAP-2 就是这样做的。

另一种是利用 SW 结点电压，接入 RC 低通滤波器，获得一个带有直流分量的纹波电压，再进一步滤除直流分量，获得纹波电压叠加至 Vfb 电压上。

首先来分析下 DCAP2 的做法。

图中在 SW 和 Vout 之间（也即是电感两端）放置了第一组 RC，正如之前的 Part5 分析的那样，当 RC 大于 L/DCR 时，则电容两端电压电压会小于 DCR 两端电压；当 RC 小于 L/DCR 时，则电容两端电压电压会大于 DCR 两端电压。

CSP 结点获得的电压则等于输出电压叠加上电容两端的纹波电压（Vout+Vripple）。

在 CSP 和 Vout 结点之间，再放置一组 RC，做第二次的低通滤波，可以想象，如果第二组 RC 的转折频率足够小于开关频率时，在结点 CSN 端获得的电压几乎是一个滤除纹波之后的直流电压，如下图所示。

比较器设计也大有不同，总共 4 个输入信号，两个负端分别接入了 Vcsp 和 alpha 倍的 Vfb 信号，两个正端分别接入了 Vcsn 和 alpha 倍的 Vref 信号。

比较器输出拉高时才会触发 ON-timer 定时器启动，同时也触发上管开通。

在之前介绍的 ACOT 模式中，当 Vfb 信号低于 Vref，比较器输出就会拉高。

而现在的情况变得复杂许多。

假设比较器的滞环环宽非常小，可以被忽略，则触发上管开通的条件为负端信号相加值刚刚等于或刚低于正端信号相加值。

也就是：等式左边 Vcsp 含有纹波分量，Vfb 信号在输出电容的 ESR 非常小的时候几乎只有直流量。

等式右边 Vcsn 是 Vcsp 去除纹波分量剩下的直流量，Vref 几乎是直流量。

那么，Vcsp 叠加 alpha 倍的 Vfb 等效于之前 ACOT 模型中的“Vfb”，Vcsn 叠加 alpha 倍的 Vref 等效于之前 ACOT 模型中的“Vref”，从而巧妙地达到了纹波注入的目的。

图 47SW 结点仿制模拟纹波注入第二种方式，从 SW 结点处，想方设法地“仿制”电感电流纹波。

SW 结点在 Ton 阶段，为输入电压 Vin；在 Toff 阶段为 0。

设 RC 低通滤波后的直流电压为 Vdc_lpf，交流纹波电压为 Vac_lpf。

假设在 Ton 阶段，电流全部流入电容；Toff 阶段，电容经 R 到 GND 放电，则有所以，按照理想推算的话，Vlpf 的直流分量 Vdc_lpf 接近于 Vout，交流分量 Vac_lpf 的大小和 RC 的值相关。

别忘了，现在的目的是“仿制”一个和电感电流类似的电压纹波。

将上述的式子稍作改变，得出 dv/dt 的表达式为可以清晰的看出，“仿制”的纹波斜率和电感电流斜率成正比例，其幅值也和电感电流纹波值成正比例。

但是，获得纹波的同时，还需要滤除 Vlpf 直流分量，再叠加到反馈电压 Vfb 才可以完成内部纹波注入。

滤除直流分量可以类似 DCAP2 一样，再增加一级低通滤波器，也可以另寻它法。

图 48DCAP2 的纹波注入仿真模块图 49 从 SW 结点“仿制”电感电流纹波仿真模块进一步地，在之前已经建立的模型基础上，验证这两种方法。

得益于 Simplis 中带有 Summer 行为模型，让思路验证更加简单。

针对 DCAP2 模型，在之前的 DCAP 模型的基础上，增加内部纹波注入模块，并将模拟的纹波电压注入到控制 PWM 开启关断的环路比较器即可。

参考文献：1. A novel ripple-based constant on-timecontrol with virtual inductor current ripplefor Buck converter with ceramic outputcapacitors.2.https://www.ti.com/lit/an/slva762a/slva762a.pdf