楊帥鍋：因為個人能力，時間，研究方向有限，所以后續(xù)我會邀請一些技術大佬來發(fā)技術類文章，這樣就可以更加豐富公眾號的內(nèi)容。

COT控制系列：

1，COT控制模式簡述part1

2，COT控制模式簡述part2

3，COT控制模式簡述part3

邊沿抖動是開關變換器的固有現(xiàn)象，并且它是一個相對的概念，現(xiàn)實中并不存在無邊沿抖動的變換器。

在我們的認知中，以Buck為例，SW開關結點出現(xiàn)的帶有占空比信息的PWM波形是占空比信號的功率放大，輸出電感和輸出電容作為一個低通濾波器，從而獲得穩(wěn)定的直流電壓?？刂骗h(huán)路和調(diào)制器決定了SW開關結點什么時刻開啟，什么時刻關閉。當系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)的時候，SW應該是一個周期性的相同的脈沖序列。然而只有消除所有的噪聲，才可能做到這一點，這顯然是不存在的。

圖9 理想的SW脈沖序列

因此穩(wěn)態(tài)下的脈沖序列的Ton之間會有微小差別，Toff之間也會有微小差別，開關頻率fs之間也會有微小差別，這個微小差別對穩(wěn)定性的影響是很小的。實際上，在PWM模式下，Ton的邊沿抖動是主要的關注點；COT模式下，Toff的邊沿抖動是主要的關注點。有些為了改善EMI性能的PWM控制芯片加入了抖頻功能，其開關頻率是低頻周期變化的，fs的邊沿抖動是主要的關注點。

PWM控制模式下的邊沿抖動：

測試時，上升沿觸發(fā)，并打開余輝測量。SW波形只有下降沿在抖動，而上升沿則一直保持穩(wěn)定，說明PWM控制器的內(nèi)部時鐘是穩(wěn)定的，這就是PWM模式下的邊沿抖動現(xiàn)象，也即是Ton邊沿抖動。

COT控制模式下的邊沿抖動：

測試時，上升沿觸發(fā)，并打開余輝測量。SW波形在trigger線參考點之后的上升沿和下降沿都發(fā)生了抖動，而且第二、第三個脈沖波的抖動更加厲害。這是COT控制模式下的邊沿抖動現(xiàn)象。

圖12 電壓模式框圖

我們以電壓模式為例，RS latch的S端是固定的時鐘信號，它相對穩(wěn)定，因此抖動來源不可能來自于此。R的輸入來自于調(diào)制器的輸出，Q即是PWM的脈沖序列，因此抖動來源于調(diào)制器的輸入，而鋸齒波信號也是固定的頻率變化，但是它的斜率也會有一定的抖動。另外一個抖動來源即是補償器的輸出信號Vc。

Vc的幅值大小決定了下降沿，也決定了占空比的大小。當Vc上拾取了一定幅度的噪聲，在加上鋸齒波本身的斜率變化，Vc和鋸齒波的相交點就會發(fā)生抖動，從而引起了PWM脈沖序列的下降沿抖動。在一些據(jù)有電壓前饋特性的芯片中，鋸齒波的斜率大小和輸入電壓成正比，根據(jù) D = Vo/Vi；當輸入電壓降低時，為了響應輸入變化，占空比應該增大來保持輸出穩(wěn)定，因此鋸齒波的斜率降低就可以快速地提供一個更大的占空比，而不必等待輸出到補償器的變化。

然而，當鋸齒波的斜率較小的時候，Vc與鋸齒波的相交點的變化范圍會擴大，會造成更嚴重的下降沿抖動。同樣地，我們可以分析COT控制模式下的邊沿抖動的產(chǎn)生原因。當vfb低于Vref的時候才會觸發(fā)一個新的恒定時間Ton的脈沖，Vfb和Vref在拾取噪聲的情況下，使得相交點的范圍變大，從而造成了Toff的邊沿抖動，也即使上升沿的邊沿抖動。而上升沿的抖動持續(xù)Ton時間后，又會引發(fā)后續(xù)脈沖序列的抖動。這就是為什么圖11中參考脈沖之后，后續(xù)脈沖的抖動顯得更大，而且上下邊沿都存在抖動的原因。

一般情況下，電壓模式下的鋸齒波峰峰值在1V~3V之間，它的相對斜率會比較大，因而邊沿抖動會小。vfb的紋波峰峰值會設計在15mV~25mV之間，因此無論時Ton還是Toff，其斜率都比較小，因而邊沿抖動的現(xiàn)象更加嚴重。

因此，COT模式下的jitter一般來說都會比PWM模式下的要大。盡管ACOT模式避免了諸多因素對開關頻率的影響，開關結點的邊沿抖動(jitter)會對EMI性能帶來一定的風險。

通過上述的分析，為了改善COT模式下的jitter性能就是提高紋波的斜率，第一個方法就是增加ESR，使得vfb的紋波峰峰值增加，從而提高了紋波斜率，縮小了jitter抖動范圍。另一種方法就是借鑒峰值電流模式的斜坡補償，我們知道峰值電流模式的斜坡補償變相的提高了峰值電流的上升斜率。

根據(jù)同樣的方法，我們設法在vfb上疊加和周期同步的一個斜坡信號，就可以改善COT模式下的jitter性能，當然盡管有所改善，還是比不上PWM模式下的jitter性能。我們只需要把jitter控制在一定的范圍就好。

圖19 實際測試COT模式的jitter

   實際測試時，我們可以劃定一個標準，選定一個參考上升沿，也即圖中trigger線，觀察第二個上升沿的jitter，保證其寬度不超過開關頻率的20%或者25%。當然不同的公司設計要求也不近相同，只要保證滿足系統(tǒng)的EMI要求就好。