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/ 什么是近端反饋和遠端反饋? /
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/電容濾波后的節點)采集。從A點到芯片反饋點。
- 遠端反饋(Far-end Feedback):反饋信號從負載端(即芯片或設備供電引腳附近)采集。從B點到芯片反饋點。
1.2. 要解決的核心問題
無論是近端還是遠端反饋,目標都是補償傳輸路徑阻抗導致的電壓偏差。
路徑阻抗的存在:PCB走線、連接器、導線等均存在等效電阻(如25mΩ/m),大電流下會產生明顯壓降(壓降誤差ΔV = I_load × R_trace)。
舉例:若負載電流為10A,路徑阻抗為50mΩ,則壓降達0.5V——這對于1.8V供電的CPU來說,可能導致嚴重欠壓。
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/ 近端反饋 vs. 遠端反饋:設計差異與效果對比 /
2.1. 靜態精度:誰更能維持負載電壓?
- 近端反饋:
- 優點:反饋信號直接取自BUCK輸出端,環路響應快,適合對動態響應要求高的場景。
- 缺點:無法補償負載端至BUCK輸出端之間的路徑壓降,實際負載電壓可能低于設定值。
- 遠端反饋:
- 優點:直接監測負載電壓,自動補償路徑壓降,確保負載端電壓精確(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,需額外設計濾波電路。
2.2. 動態響應:誰更快應對負載突變?
近端反饋:反饋環路短,延遲低(典型值<1μs),適合負載電流快速跳變的場景(如CPU從休眠模式喚醒)。
遠端反饋:需等待電壓波動傳遞至負載端再調整,響應延遲增加(約2-5μs),可能引發短時欠壓或過沖。
案例說明:某FPGA芯片要求供電電壓在10A負載突變時波動不超過3%,采用遠端反饋需額外增加輸出電容(從47μF增至100μF)以滿足要求。
2.3. 工程復雜度:哪種方案更易實現?
近端反饋:布線簡單,反饋網絡直接連接BUCK輸出,無需長距離走線,抗干擾能力強。
遠端反饋:需在負載端附近布置反饋線,可能受高頻信號串擾,需使用屏蔽走線或差分采樣。
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/ 如何選擇反饋模式?關鍵設計指南 /
3.1. 優先選擇近端反饋的場景
- 負載電流頻繁突變(如數字處理器、射頻模塊)。
- PCB空間受限,無法布置遠端反饋走線。
- 系統對成本敏感,需減少濾波元件。
3.2. 優先選擇遠端反饋的場景
- 負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設備)。
- 負載電流穩定,動態變化率低。
3.3 折中方案
部分高端BUCK控制器(如TI TPS54331)支持動態反饋切換,根據負載狀態自動選擇近端或遠端模式,兼顧精度與響應速度。
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/ 總結:反饋位置決定電源“智商” /
近端反饋與遠端反饋的本質是電壓精度與響應速度的權衡:
- 若需“快速反應”突變,選近端反饋。
- 若想“精準投喂”負載,選遠端反饋。
在實際設計中,工程師還需結合路徑阻抗、噪聲環境、成本預算等因素綜合考量,“反饋點的選擇不是非黑即白,而是對系統需求的深刻理解與妥協。”