これらの部品は、安定した全体ループ ゲインを得るために、エラー アンプのゲイン特性を構成します。電流モード制御の利点の 1 つは、R4 と C5 の 2 つのフィードバック成分のみを使用してループを閉じることができることです。全体のループ ゲインは、変調器のゲインとエラー アンプのゲインの積です。式 17 を使用して、LM5576-Q1 の DC 変調器のゲインを計算します。

変調器の支配的な低周波数極は、負荷抵抗 (R_LOAD、) と出力容量 (C_OUT) によって決定されます。式 18 を用いてこの極のコーナー周波数を計算します。

R_LOAD = 5Ω および C_OUT = 177µF の場合、f_p(MOD) = 180Hz

DC ゲイン _(MOD) = 2 × 5 = 10 = 20dB

測定された変調器のゲインと周波数特性の 図 7-3 の設計例を 図 7-5 に示します。

図 7-5 R = 5Ω および C = 177µF の出力負荷条件における変調器のゲインおよび位相

部品 R4 と C5 は、f_Z = 1/(2πR4C5) に DC に極があり、ゼロがあるタイプ II 構成としてエラー アンプを構成します。エラー アンプのゼロは変調器の極を打ち消し、ループ ゲインのクロスオーバー周波数でシングル ポール応答が残ります。クロスオーバー周波数におけるシングル ポール応答により、90°の位相マージンを持つ、非常に安定したループが得られます。

この設計例では、20kHz の目標ループ帯域幅 (クロスオーバー周波数) を選択しています。補償回路ゼロ (f_Z) は、目標クロスオーバ周波数より 1 桁以上低い値を選択する必要があります。これにより、目的の補償ネットワークであるゼロ 1/ (2π R4C5) が 2kHz 未満になるように R4 と C5 の積に制約が生じます。R4 を増加させてそれに比例して C5 を減少させると、エラー アンプ ゲインが増加します。反対に、R4 を減少させてそれに比例して C5 を増加させた場合、エラー アンプ ゲインは減少します。この設計例では 0.01 µF に C5 を、49.9kΩ に R4 を選択しました。これらの値により、補償回路のゼロが 320Hz に構成されます。f_Z より高い周波数でのエラー アンプ ゲインは次のとおりです。R4/R5 であり、約 10 (20dB) です。

図 7-6 エラー アンプのゲインおよび位相

ループ全体は、変調器のゲインとエラー アンプのゲインの合計 (dB) として予測できます。

図 7-7 全体的なループのゲインおよび位相

ネットワーク アナライザが利用可能であれば、変調器のゲインを測定し、エラー アンプのゲインを目的のループ伝達関数に合わせて構成できます。ネットワーク アナライザが利用できない場合は、記載されているガイドラインを使用してエラー アンプ補償部品を設計できます。ステップ負荷過渡テストは、許容される性能を検証するために実行できます。ステップ負荷の目標は、応答が減衰した場合の最小オーバーシュートです。エラー アンプのノイズ感受性を減らすため、補償回路に C6 を追加できます。C6 の値は、このコンデンサを追加することにより、エラー アンプの伝達関数に極が追加されるため、十分小さくする必要があります。この極は、ループ クロスオーバー周波数を十分上回る必要があります。C6 によって追加される極の位置の適切な近似値を計算するには、式 19 を使用します。