前言
前面講述了電壓模式、電流模式的工作原理，事實上，從控制策略而言，以BUCK電路為例，可以用下面的公式來說明：
Vo = D* Vin =Ton*Vin/Ts ==Ton*Vin/(Ton+Toff)
Vo是固定不變的，當Vin變化的時候，需要有另一個變量相應的變化，從而維持Vo的穩定不變，這樣就可以得到以下的控制模式。
（1）如果Ts固定，也就是工作頻率fs固定，Vin變化時，D相應的改變，這種方式是固定頻率，調節占空比，就是通常所說的PWM控制模式。
（2）如果Toff固定，Vin變化時，Ton 相應的改變，也就是改變fs，這種方式叫固定關斷時間控制模式。
（3）如果Ton固定，Vin變化時，Toff相應的改變，也就是改變fs，這種方式叫固定開通時間控制模式，也就是非常有名的COT控制模式，也稱谷點電流模式。它的控制策略是固定開通時間，檢測電流的方式是檢測下管的谷點電流,也就是輸出電感鋸齒波電流的谷點電流。
可以的看到，后面二種模式是變頻控制模式，這也為電源的設計的帶來一些問題。
傳統的峰值電流模式在小占空的應用中，受到最小占空比的限制，具有動特性差的缺點，而COT固定開通時間的控制方式，關斷時間長，有充足的時間來檢測谷點電流，對于小占空的應用，具有天然的獨特的優勢，這些年來，得到一些芯片原廠的青睞，推出了許多相應的產品，從而廣泛的應用到一些低電大電流以及需要好的動特性的系統中。
1 COT模式的工作原理及特點
COT模式也是雙閉環控制系統，反饋有二個環路：電壓外環和電流內環，如圖1所示。電壓外環包括電壓誤差放大器，反饋分壓電阻器和反饋補償網絡。電壓誤差放大信號的輸出端連接到電流比較器的同相端。電流環檢測是的續流側的電流，電流放大信號連接到電流比較器的反相端。
COT模式工作過程如下：
（1）若初始的狀態是高端的主開關管開通，電感激磁，電流線性上升，高端開關管導通一段固定的時間，此時間由內部的定時器設定。
（2）當高端開關管關斷后，低端開關管導通，此時電感開始去磁，電感電流線性下降，同樣，低端開關管的電流隨著時間線性下降，電流檢測電阻為低端開關管的導通電阻，所以電流檢測信號的電壓信號也線性下降，由于此時Vc低于Vs，電流比較器輸出為低電平。高端開關管維持關斷，而低端開關管維持導通。
（3）當電流檢測電阻的電壓信號繼續下降，直到Vc等于Vs時，電流比較器的輸出翻轉，從低高電平翻轉為高電壓，邏輯控制電路工作，關斷低端的續流開關管的驅動信號，高端的主開關管開通，同時送出觸發信號給定時器，啟動定時器工作。高端開關管導通后，電感開始激磁，電流線性上升，進入下一個周期，如此反復。如圖2所示。
圖1：谷點電流模式的控制系統圖
圖2：谷點電流模式工作波形
調節工作原理如下：
（1）當輸出負載增大時，輸出電壓降低，因此，Vc增大，線性降低的電感電流在較高的值就和Vc相等，使電流比較器翻轉，因而，續流二極管導通較短的時間，而高端的主開關管導通的時間不變，也就是開關周期變短，開關頻率增大，輸入功率增加，因此輸出電壓增加，當輸出電壓增加到調節的范圍內時，系統保持平衡。
（2）當輸出負載減小時，輸出電壓增大，因此，Vc降低，線性降低的電感電流只有在更低的值才能和Vc相等，使電流比較器翻轉，因而，續流二極管導通較長的時間，而高端的主開關管導通的時間不變，也就是開關周期變長，開關頻率降低，輸入功率降低，因此輸出電壓降低，當輸出電壓降低到調節的范圍內時，系統保持平衡。
特別注意：現在一些COT芯片，直接將輸出電壓信號和電流信號進行合成處理，然后送到比較器，輸出控制上、下管的開通和關斷驅動信號，這樣就沒有輸出電壓的誤差放大器反饋回路，設計更為簡單。
COT模式可以用低端的開關管的導通電阻作電流檢測電阻，也可以在開關管的源極下面串聯一個電流檢測電阻。用低端的開關管的導通電阻作電流檢測電阻可以提高系統的效率，省去額外價格貴的電流檢測電阻，但精度比較差。注意的是：高端的主開關管和低端的同步續流管之間要設定一定的死區時間防止上下管的直通。
(a) 谷點電流模式 (b)峰值電流模式
圖3：谷點電流和峰值電流模式輸出負載0A到5A跳變響應
2 COT模式的工作優缺點
COT模式的優點:
（1）可以工作在寬的輸入電壓范圍。
（2）可以工作在極低占空比條件。
（3）易于檢測電流。
（4）快速負載響應，從圖1-16可以看到，谷點電流模式在當前的周期就可以響應負載的變化，而峰值電流模式只能在下一個開關周期才能響應負載的變化。
COT模式的缺點:
（1）在占空比小于50%時需要斜坡補償。
（2）變頻工作時電感不易優化設計。
在變頻方式工作時，當輸入和輸出電壓變化時，高端MOSFET的導通時間均恒定固定不變化，那么系統將工作在較寬的頻率范圍，不利于電感的優化工作。通常在控制器內部需要一個前饋電路，使高端MOSFET的導通時間隨輸入電壓成反比的變化，隨輸出電壓成正比的變化，從而維持在輸入電壓變化和負載變化時，變換器近似的工作于定頻方式。
文章來源：微信公眾號 融創芯城（一站式電子元器件、PCB、PCBA購買服務平臺，項目眾包平臺，方案共享平臺）
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