• 正文
    • 01、什么是近端反饋和遠(yuǎn)端反饋?
    • 02、近端反饋 vs. 遠(yuǎn)端反饋:設(shè)計差異與效果對比?
    • 03、如何選擇反饋模式?關(guān)鍵設(shè)計指南
    • 04、總結(jié):反饋位置決定電源“智商”
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BUCK電路的近端反饋和遠(yuǎn)端反饋:如何讓電源更“聽話”?

04/14 09:45
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01、什么是近端反饋和遠(yuǎn)端反饋?

1.1. 定義與物理位置

近端反饋(Near-end Feedback):反饋信號直接從BUCK電路的輸出端(即電感/電容濾波后的節(jié)點)采集。從A點到芯片反饋點。

遠(yuǎn)端反饋(Far-end Feedback):反饋信號從負(fù)載端(即芯片或設(shè)備供電引腳附近)采集。從B點到芯片反饋點。

1.2. 要解決的核心問題

無論是近端還是遠(yuǎn)端反饋,目標(biāo)都是補(bǔ)償傳輸路徑阻抗導(dǎo)致的電壓偏差。

路徑阻抗的存在:PCB走線、連接器、導(dǎo)線等均存在等效電阻(如25mΩ/m),大電流下會產(chǎn)生明顯壓降(壓降誤差ΔV = I_load × R_trace)。

舉例:若負(fù)載電流為10A,路徑阻抗為50mΩ,則壓降達(dá)0.5V——這對于1.8V供電的CPU來說,可能導(dǎo)致嚴(yán)重欠壓。

02、近端反饋 vs. 遠(yuǎn)端反饋:設(shè)計差異與效果對比?

2.1. 靜態(tài)精度:誰更能維持負(fù)載電壓?

近端反饋:

優(yōu)點:反饋信號直接取自BUCK輸出端,環(huán)路響應(yīng)快,適合對動態(tài)響應(yīng)要求高的場景。

缺點:無法補(bǔ)償負(fù)載端至BUCK輸出端之間的路徑壓降,實際負(fù)載電壓可能低于設(shè)定值。

遠(yuǎn)端反饋:

優(yōu)點:直接監(jiān)測負(fù)載電壓,自動補(bǔ)償路徑壓降,確保負(fù)載端電壓精確(例如將1.8V誤差控制在±1%)。

缺點:反饋路徑長,可能引入噪聲干擾,需額外設(shè)計濾波電路

2.2. 動態(tài)響應(yīng):誰更快應(yīng)對負(fù)載突變?

近端反饋:

反饋環(huán)路短,延遲低(典型值<1μs),適合負(fù)載電流快速跳變的場景(如CPU從休眠模式喚醒)。

遠(yuǎn)端反饋:

需等待電壓波動傳遞至負(fù)載端再調(diào)整,響應(yīng)延遲增加(約2-5μs),可能引發(fā)短時欠壓或過沖。

案例說明:

FPGA芯片要求供電電壓在10A負(fù)載突變時波動不超過3%,采用遠(yuǎn)端反饋需額外增加輸出電容(從47μF增至100μF)以滿足要求。

2.3. 工程復(fù)雜度:哪種方案更易實現(xiàn)?

近端反饋:布線簡單,反饋網(wǎng)絡(luò)直接連接BUCK輸出,無需長距離走線,抗干擾能力強(qiáng)。

遠(yuǎn)端反饋:需在負(fù)載端附近布置反饋線,可能受高頻信號串?dāng)_,需使用屏蔽走線或差分采樣。

03、如何選擇反饋模式?關(guān)鍵設(shè)計指南

3.1. 優(yōu)先選擇近端反饋的場景

負(fù)載電流頻繁突變(如數(shù)字處理器、射頻模塊)。

PCB空間受限,無法布置遠(yuǎn)端反饋走線。

系統(tǒng)對成本敏感,需減少濾波元件。

3.2. 優(yōu)先選擇遠(yuǎn)端反饋的場景

負(fù)載對電壓精度要求極高(如ADC/DAC供電)。

傳輸路徑阻抗大(如長電纜供電的工業(yè)設(shè)備)。

負(fù)載電流穩(wěn)定,動態(tài)變化率低。

3.3 折中方案

部分高端BUCK控制器(如TI TPS54331)支持動態(tài)反饋切換,根據(jù)負(fù)載狀態(tài)自動選擇近端或遠(yuǎn)端模式,兼顧精度與響應(yīng)速度。

04、總結(jié):反饋位置決定電源“智商”

近端反饋與遠(yuǎn)端反饋的本質(zhì)是電壓精度與響應(yīng)速度的權(quán)衡:

若需“快速反應(yīng)”突變,選近端反饋。

若想“精準(zhǔn)投喂”負(fù)載,選遠(yuǎn)端反饋。

在實際設(shè)計中,工程師還需結(jié)合路徑阻抗、噪聲環(huán)境、成本預(yù)算等因素綜合考量,“反饋點的選擇不是非黑即白,而是對系統(tǒng)需求的深刻理解與妥協(xié)?!?/p>

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