Простых линейных и импульсных стабилизаторов напряжения с цепями обратной связи, подобными показанной на Рисунке 1, великое множество. Их выходные напряжения равны опорному напряжению на выводе обратной связи (FB), умноженному на 1 + R_F/R_G. Рекомендуемые значения емкости конденсатора C_F от 100 пФ до 10 нФ увеличивают глубину обратной связи на высоких частотах или, по крайней мере, гарантируют, что она не будет ослаблена паразитными емкостями на выводе обратной связи.

Рисунок 1.	Конфигурации стандартных регуляторов и их цепей обратной связи. Линейный регулятор показан слева, а импульсный – справа.

Изменение этой структуры для добавления ШИМ-управления выходным напряжением требует некоторых размышлений, и мы со Стивеном Вудвордом представили несколько идей, направленных на решение этой проблемы.

Я предложил отсоединить резистор R_G от земли и питать его очень хорошо отфильтрованным (фильтром на основе операционного усилителя) ШИМ-сигналом, подаваемым с логического инвертора типа 74xx04. Хотя это может обеспечить отличное подавление пульсаций, у такого подхода есть недостаток: необходимость в источнике питания инвертора, что не снижает 1-процентной или лучшей точности опорного напряжения регулятора.

Стивен предложил коммутировать отсоединенный вывод резистора R_G включенным между землей и обрывом MOSFET. Прелесть этого решения в том, что не требуется никаких новых источников опорного напряжения. Хотя выходное напряжение больше не является линейной функцией коэффициента заполнения ШИМ, простая программная таблица преобразования делает это лишь неудобством. (Ага, «мы можем исправить это программно!»)

Общая схема подавления пульсаций, создаваемых ШИМ-контроллером, должна быть достаточно гибкой, чтобы ее можно было использовать с различными регуляторами, опорными напряжениями, диапазонами выходных напряжений и частот ШИМ. При выборе схемы следует учитывать некоторые возможные ловушки:

• Компенсация путем добавления противофазной версии сигнала пульсаций зависит от допусков номиналов компонентов.
• Дешевые керамические конденсаторы, такие как повсеместно распространенные X7R, имеют характеристики, чувствительные к постоянному напряжению и температуре. Схема, в которой они используются, должна быть устойчива к этим неприятным особенностям.
• Схемы с конденсаторами, подключенными между землей и выводом обратной связи, уменьшают глубину обратной связи на высоких частотах. Результатом может стать ухудшение реакции на изменения входного напряжения и нагрузки.

• Datasheet Toshiba CUS10S30
• Datasheet ROHM RJU003N03