两种 AVP 电路设计

针对通用电流模控制 Buck 稳压器,以 LTM4650-2 为典型代表,工程上有两种主流 AVP 硬件实现电路。两种方案的核心区别在于电路接入位置、电阻配置逻辑,以及是否受误差放大器跨导gm参数影响,直接决定负载线精度与量产一致性。


(图片来源于 ADI LTM4650-2)

通用符号说明

  • g_m / g_{m1}:芯片内部跨导型误差放大器(OTA)
  • FB:电压反馈输入端
  • ITH / COMP:误差放大器输出端,电压决定电感峰值电流
  • V_{hi}:内部基准电压(INTVCC/VREF)
  • R_1R_2:输出电压反馈分压电阻

一、COMP 引脚单点注入法(基础简易 AVP)

电路结构

无需改动原有电压反馈分压网络 R1、R2,仅在COMP 补偿引脚外围增加 Rhi 与 Rlo 两颗电阻,即可快速搭建 AVP 功能,不影响原有反馈电阻选型。

工作原理

负载电流增大时,COMP 引脚电位随之上升;误差放大器输出电流流经 Rhi、Rlo 电阻网络,改变 COMP 引脚直流工作点;反馈节点电位发生偏移。

关键短板

该方案的 AVP 负载线精度高度依赖内部误差放大器跨导 gm。由于芯片批次间 gm 存在离散偏差,会造成 AVP 斜率漂移,量产一致性较差,不适用于处理器内核等高精密供电场景。

二、AVP‑R 高精度跨接法(FB+COMP 联合设计)


图 (b):FB+COMP 联合注入法(AVP-R,高精度方案)(图片来源于ADI)

电路结构

同时接入FB 反馈引脚COMP 补偿引脚,由 R1、R2、Rlo、Rhi 四颗电阻组成耦合精密网络;设计时需要统筹匹配全部四颗电阻参数,相比单 COMP 引脚方案复杂度更高。

工作原理

利用误差放大器虚短特性,FB 引脚电位被钳位在内部基准电压 VREF 保持恒定,流过反馈电阻 R2 的电流固定不变。 当负载电流上升、COMP 引脚电位抬高时,COMP 与 FB 之间压差增大,更多电流经由 Rlo 流入 FB 节点;为维持环路电流平衡,反馈分压电阻 R1 压降发生改变,强制输出电压随负载电流线性下降。

核心优势

彻底消除误差放大器跨导 gm 对 AVP 精度的影响,负载斜率仅由外部精密电阻比值决定;依托高精度贴片电阻的稳定性,电压调节可靠性与精准度大幅提升,是 LTM4650-2 用于计算内核供电的首选推荐方案

两种方案的对比

对比项目 COMP 引脚注入法 AVP‑R 跨接高精度方案
设计难度 结构简单,无需改动原有反馈电路 设计复杂度更高,需匹配四颗外围电阻
精度影响因素 严重依赖内部误差放大器跨导 gm 与 gm 完全解耦,仅由外部电阻精度决定
量产一致性 批次差异大,一致性较差 精度稳定,量产一致性极高
适用场景 普通非关键负载、简易 AVP 应用 CPU、FPGA、处理器内核高精度供电

相关硬件:
LTM4650 DC DC 转换器

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