盡管輸出電壓隨負(fù)載的變化在美學(xué)上令人不快，但該模型相對(duì)于前一個(gè)模型的優(yōu)勢(shì)是巨大的。它包含相同限制之間的輸出電壓，具有幾乎兩倍的 ESR，并且當(dāng)我們將它們與允許的偏差進(jìn)行比較時(shí)，誤差源和紋波電壓會(huì)變小，這通常是這種情況。將近兩倍的 ESR 意味著輸出電容器的數(shù)量幾乎減少了一半，從而大大降低了成本和尺寸。剩下的問(wèn)題是：我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)電源以具有此特性?

一種方法是放松負(fù)載調(diào)節(jié)以幫助控制負(fù)載瞬態(tài)。然而，這種方法受到負(fù)載瞬態(tài)帶寬限制和不準(zhǔn)確性的影響。因此，為了傳達(dá)看似較差的負(fù)載調(diào)節(jié)帶來(lái)的潛在好處，我們可以使用電壓定位 方法。盡管使用這種方法不足以實(shí)現(xiàn)更佳電源模塊的性能，但它可以讓我們深入了解必須如何修改電源。

實(shí)現(xiàn)電壓定位最直接的方法是在固定電壓調(diào)節(jié)點(diǎn)和負(fù)載之間添加一些串聯(lián)電阻。在輸出電容器和負(fù)載之間增加電阻會(huì)破壞減少瞬態(tài)抑制的目的。相反，我們應(yīng)該在電感器和輸出電容器之間增加電阻。然后，這種方法會(huì)調(diào)節(jié)添加的電阻器和電感器連接處的輸出電壓，因此會(huì)隨著負(fù)載的增加而降低。只有輸出電容器提供初始瞬態(tài)電流，從而產(chǎn)生與 ESR 成正比的電壓降，該電壓降可能不小于必要值。因此，還希望電路在瞬態(tài)穩(wěn)定后以相同的比例降低其輸出電壓。這種情況意味著增加的，或“下垂的，

如果我們不正確地選擇或控制增加的下垂阻力，此實(shí)施會(huì)產(chǎn)生令人失望的結(jié)果。這個(gè)因素部分解釋了對(duì)最常見(jiàn)的電壓定位技術(shù)的不熱情接受：使用走線電阻來(lái)產(chǎn)生電壓降。跡線電阻通常對(duì)印刷電路板制造批次和溫度的耐受性較差。如果電阻必須很大，也可能難以通過(guò)印刷電路板布局產(chǎn)生足夠的電阻。

這種實(shí)施方式的另一個(gè)不受歡迎的特點(diǎn)是，電源通過(guò)印刷電路板走線電阻或使用分立電阻器被動(dòng)地完成電壓定位。該電阻必須產(chǎn)生整個(gè)電壓降。當(dāng)所需電阻較大時(shí)，該電阻的功耗可能會(huì)成為問(wèn)題。術(shù)語(yǔ)“無(wú)源電壓定位”將這種技術(shù)與混合技術(shù)區(qū)分開(kāi)來(lái)，這對(duì)科學(xué)界來(lái)說(shuō)是令人失望的。此外，應(yīng)用文獻(xiàn)通常會(huì)推薦一個(gè)模棱兩可的抗下垂值，該值遠(yuǎn)低于應(yīng)有的值，這也讓科學(xué)界感到失望。這種模棱兩可的存在可能是因?yàn)闆](méi)有人令人滿意地解釋由此產(chǎn)生的負(fù)載調(diào)節(jié)特性降低，因此，下垂阻力仍然帶有性能不佳的標(biāo)志。在正確的電壓定位和設(shè)計(jì)人員習(xí)慣性地收緊負(fù)載調(diào)節(jié)之間通常存在任意且控制不佳的折衷。

該技術(shù)的另一個(gè)基本但有問(wèn)題的特征與理想模型不同。考慮從靜態(tài)條件開(kāi)始的空載到滿載瞬態(tài)。初始瞬態(tài)電流首先從輸出電容器流出，輸出電壓相應(yīng)下降。起初，電源仍然沒(méi)有顯著增加其電流，因此它沒(méi)有看到下垂電阻上的電壓降，因此響應(yīng)將輸出電壓校正回零負(fù)載調(diào)節(jié)水平。這種情況會(huì)在輸出濾波器中產(chǎn)生電流的線性上升。由于大多數(shù)轉(zhuǎn)換器的鋁電解電容器上存在阻抗的 ESR，因此在負(fù)載瞬態(tài)導(dǎo)致下降后，電流的這種上升會(huì)立即產(chǎn)生輸出電壓的線性上升。

這種情況不會(huì)無(wú)限期地持續(xù)下去。電感器電流最終會(huì)達(dá)到它處理一半負(fù)載電流的點(diǎn)，而另一半電流仍從輸出電容器流出。此時(shí)，輸出電壓在電壓開(kāi)始的位置和初始下降后的位置之間的大致中點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是電壓不能在那里穩(wěn)定下來(lái)，因?yàn)殡娙萜魅栽谔峁╇娏鳌Ｈ缓箅妷阂灾笖?shù)衰減和等于輸出電容器電容與 ESR 和下降電阻之和的時(shí)間常數(shù)穩(wěn)定回到初始下降水平。

到目前為止，我們可以輕松地將電壓控制在類似于理想模型的限制范圍內(nèi)，但電源的輸出阻抗不是電阻性的。輸出電壓在瞬態(tài)后穩(wěn)定之前反彈。當(dāng)負(fù)載瞬態(tài)重復(fù)率在電源電壓的回彈響應(yīng)時(shí)間內(nèi)發(fā)生初始瞬態(tài)的反轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。對(duì)于典型的微處理器電源設(shè)計(jì)，這個(gè)時(shí)間是 10 到 20 微秒，正好在微處理器可以逆轉(zhuǎn)其電流需求的時(shí)間內(nèi)。如果發(fā)生這種情況，輸出電壓會(huì)產(chǎn)生與電源穩(wěn)定時(shí)相同幅度的瞬變，并且此瞬變會(huì)使輸出電壓超出我們想要施加的限制。效果是雙向的。因此，當(dāng)負(fù)載瞬態(tài)之間的重復(fù)時(shí)間與電源的響應(yīng)時(shí)間在同一范圍內(nèi)時(shí)，我們將失去用于瞬態(tài)抑制的無(wú)源電壓定位的好處。

一條重要的線索告訴我們通過(guò)考慮電源輸出電壓反彈的趨勢(shì)來(lái)做什么。當(dāng)電源對(duì)瞬態(tài)過(guò)度響應(yīng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種反彈特性。我們需要對(duì)此響應(yīng)進(jìn)行良好控制的減速，以實(shí)現(xiàn)純電阻輸出阻抗所產(chǎn)生的“即時(shí)穩(wěn)定”特性。同樣，我們無(wú)需設(shè)計(jì)電源的開(kāi)關(guān)頻率即可將開(kāi)關(guān)推至其可以承受的開(kāi)關(guān)損耗極限。

如果我們沿著科學(xué)路線前進(jìn)，我們將分析電源以確定如何補(bǔ)償它。我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，要?jiǎng)?chuàng)建具有所需性能的電源開(kāi)關(guān)，我們必須有一個(gè)足夠的電流感應(yīng)元件來(lái)定位電壓。我們還需要一個(gè)具有負(fù)載電流信息的控制回路來(lái)控制理想響應(yīng)。最后，我們需要一種標(biāo)準(zhǔn)的峰值電流控制技術(shù)，該技術(shù)具有簡(jiǎn)單的單極點(diǎn)補(bǔ)償，等于輸出電容及其 ESR 的零值，以及有限的直流增益。

利用環(huán)路中的電流信息，我們可以使用有源而不是無(wú)源電壓定位，將輸出電壓調(diào)節(jié)為負(fù)載電流信息的函數(shù)，環(huán)路可以根據(jù)需要放大這些信息以產(chǎn)生所需的電壓降。使用 Analog Devices ADP3152 電源控制 IC，我們可以測(cè)試這種更佳有源電壓定位 (OAVP) 技術(shù)的結(jié)果。該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證實(shí)了IC已經(jīng)達(dá)到了理想的模型特性。電感隨負(fù)載的變化在廉價(jià)的鐵粉環(huán)形磁芯中很常見(jiàn)，并且會(huì)改變紋波電壓，但不會(huì)降低更佳瞬態(tài)性能。

電壓定位的一個(gè)意想不到的額外好處是更大負(fù)載耗散更低。電源達(dá)到其最小電壓，而不是僅在更大負(fù)載下調(diào)節(jié)到標(biāo)稱電壓。在微處理器等數(shù)字負(fù)載中，電流與其模塊電源電壓成比例減小。這個(gè)動(dòng)作導(dǎo)致負(fù)載耗散減少了電壓的平方。對(duì)于允許的電源變化為 5% 或更多的負(fù)載，這種減少反過(guò)來(lái)又可以顯著減少散發(fā)的熱量?；蛘?，這種方法可以讓我們?cè)诠潭嵩O(shè)計(jì)中提高熱限制負(fù)載的性能。與標(biāo)準(zhǔn)電源設(shè)計(jì)相比，即使電阻器的額外功耗也使總功耗更小。

OAVP 電源的成功實(shí)施和對(duì)其性能的可靠預(yù)測(cè)不需要控制器硬件有什么特別之處，但確實(shí)需要我們遵循獨(dú)特的設(shè)計(jì)和分析程序。

隨著更快和更奇特的電源響應(yīng)控制架構(gòu)的魅力，我們可能不會(huì)想到快速瞬態(tài)抑制性能是一種樸實(shí)無(wú)華但不一定快速、易于補(bǔ)償?shù)碾娫矗坪跏艿截?fù)載調(diào)節(jié)不良的影響. 但是我們可以獲得所有這些功能以及更多功能，包括更低的更大負(fù)載耗散，從而提高系統(tǒng)可靠性，并且是在微處理器等功率受限應(yīng)用中提高系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。