看DCDC芯片的典型应用电路时，经常会遇到一个叫COMP的引脚。
它不像VIN那样负责供电，也不像SW那样连接电感。旁边通常只有几个电阻、电容，看起来不承载多少功率，却会影响电源的稳定性和负载突变时的响应。
更让人疑惑的是：有些芯片必须外接这些元件，有些芯片却连COMP引脚都没有。
这些阻容到底在补偿什么？为什么有的需要，有的又不用？
我们从最常见的Buck降压电源说起，看看电压模式、峰值电流模式和纹波型COT分别怎样处理这个问题。
一、输出低了就加大输出，为什么还会不稳定？
假设一个Buck原本稳定输出，负载突然增大。电感电流来不及立即增加，缺少的电流先由输出电容提供，输出电压便开始下降。
控制器检测到偏差后，需要调整开关动作，让电感电流增加。但从开关动作改变，到电感电流上升，再到输出电压恢复，中间需要时间。如果纠正得太慢，输出跌落可能比较大，恢复也比较慢。
如果调节强度与电路的动态特性不匹配，输出已经在恢复，控制器却仍在继续增加供能，就可能出现过冲，随后又反向纠正，产生振荡。
这里说的“不能立即改变”，主要指电感电流和理想电容的储能电压。实际输出端还可能因电容ESR等因素出现瞬时压降。
所以，稳压不只是把电压误差放大，还需要决定：对不同变化速度的误差，应该纠正多强，整个反馈过程又会滞后多少。
补偿设计，就是在响应速度、稳压精度与稳定裕量之间安排好这种关系。
二、COMP旁边的电阻、电容，到底在做什么？
很多芯片的COMP连接到误差放大器输出，或者与它相关的补偿节点。外接RC网络会改变控制环路随频率变化的增益和相位。
以MPS的MP2560为例，COMP是内部误差放大器的输出。误差放大器把电压偏差转换成电流，作用于外部补偿网络，形成用于控制开关管电流的COMP电压。
对照开头的电路图，COMP到地之间串联着C3和R3。它们参与设置环路的零点与极点，影响稳定性和负载突变时的恢复过程。
先不用急着推公式，可以把这几个元件的作用理解为：
-
低频增益要足够： 对持续存在或缓慢变化的误差，要有足够的纠正能力。
-
响应速度要合适： 负载变化后能及时调节，又不会因相位滞后而反复过度纠正。
-
高频增益要受控： 避免把开关噪声等高频扰动过多地送进调节过程。
把这三句话放到波德图上，就对应下面三个位置：
上图看增益：低频有足够的调节能力，经过交越频率后，高频增益继续降低。所谓“交越频率”，就是环路增益降到1，也就是0dB的位置；它与响应速度有关，但不是越高越好。
下图看相位：在同一个交越频率处，曲线距离−180°还有多少，就是通常所说的相位裕量。调节得快，还要留出足够的稳定裕量，因此不能只看上面的增益曲线。
补偿网络既影响调节力度，也影响调节时序。 因此，不能把COMP上的电容简单理解为“越大，滤波越好，电源就越好”。
COMP的内部连接也不统一。有的采用跨导误差放大器，有的补偿网络跨接在放大器输出与反馈输入之间。具体接法和计算方法，要看对应芯片的框图与手册。
三、电压模式：补偿要考虑LC功率级
传统固定频率电压模式中，输出电压先分压反馈，与参考电压比较。误差放大器及补偿网络形成控制信号，再把它与周期斜坡比较，决定PWM占空比。
在连续导通模式（CCM）下，Buck的电感与输出电容构成二阶功率级。LC谐振附近不仅会有增益变化，还会带来明显的相位滞后。控制器如果只提高放大倍数，而没有处理这些变化，环路就可能出现问题。
因此，希望获得较高带宽的电压模式Buck，常使用Type III，也就是三型补偿。它通过安排零点提供所需的相位提升，再利用极点控制高频增益。
不过，不是“电压模式必须用三型补偿”。目标带宽、输出电容的ESR以及芯片实现都会影响选择。例如输出电容的ESR零点，也会参与整个环路的增益和相位变化。
四、电流模式：多了电流内环，电压外环仍要补偿
以常见的固定频率峰值电流模式为例，它在电压外环之外，又增加了一个电流内环。
电压外环根据输出电压误差给出电流指令。每个周期开始时，上管开通，电感电流上升；当电流检测信号连同相应补偿信号达到指令门限，上管便关断。
外环决定需要多大的电流，内环负责逐周期控制电流。
电流内环改变了电压外环看到的功率级特性。在常用的低频近似下，原先LC双极点带来的补偿难度得到简化，许多电流模式Buck使用Type II，也就是二型补偿，就能达到所需响应。
但输出电容、负载和工作点仍然影响电压外环。更容易补偿，不等于不用补偿。
这里还要区分另一个词：斜坡补偿。
对于CCM下的典型固定频率峰值电流模式，如果没有足够的斜坡补偿，占空比超过50%时可能出现逐周期交替、扰动不断增大的次谐波振荡。加入人工斜坡，是为了改善这种逐周期稳定性。许多芯片已经在内部完成这件事。
它与COMP上调整电压外环的RC网络，处理的是不同问题。调好了COMP，并不能自动代替电流内环所需的斜坡补偿。
五、COT：不一定需要传统COMP，但要有合适的触发信号
COT是Constant-On-Time，即恒定导通时间控制。
在一种最基本的纹波型COT实现中，当反馈电压下降到触发条件，控制器启动一次上管导通脉冲；达到设定的导通时间Ton后结束，再等待下一次触发。
这种结构可以不用前面那种传统误差放大器及其COMP补偿网络，但它仍然需要合适的反馈信号来判断开通时刻。
传统方案可能借用输出电容ESR产生的纹波。如果换成低ESR陶瓷电容，反馈波形的幅值、形状及相位关系都会发生变化，原来的触发条件就可能不再合适。外部纹波注入网络可以补充控制所需的斜坡。
也有芯片在内部产生斜坡。例如下一篇要讲的MP8758，就通过内部斜坡补偿支持陶瓷输出电容，某些配置下才需要补充外部斜坡。
把三个容易混淆的概念放在一起看：
| 名称 | 主要处理的问题 |
|---|---|
| COMP外接环路补偿 | 调整环路增益、带宽与相位关系 |
| 峰值电流模式的斜坡补偿 | 改善电流内环的逐周期稳定性 |
| COT纹波注入或斜坡合成 | 提供适合触发判断的周期信号 |
还有一点需要特别注意：COT描述的是导通时间与开关时序，而电压模式、电流模式描述的是反馈控制结构，它们不是完全互斥的分类。 现代COT也可能结合电流反馈或误差放大器，不能看到COT三个字就断定它没有电流环、也不需要任何稳定性设计。
六、为什么有些芯片没有COMP引脚？
一种情况是芯片已经集成了补偿网络。
例如MPS的MP2263，误差放大器输出电流给内部补偿网络充电，形成内部控制电压VCOMP。它有内部COMP信号，却没有引出供用户接补偿阻容的COMP引脚。
设计者省去了外接补偿网络的工作，但仍要核对输出电容、电感和工作范围是否符合手册要求。
另一种情况，是芯片采用了不同的控制结构，例如前面介绍的基本纹波型COT，并不通过传统COMP网络完成控制。
外部补偿给设计者更多调整空间，可以针对不同输出滤波器和瞬态要求优化响应。内部补偿则减少了外围元件与设计工作，但适用范围仍由芯片设计决定。
“没有COMP”表示用户少了一个外部调节入口，不表示电感、电容可以任意选。 有COMP也不代表芯片落后，只是它把部分设计自由度交给了使用者。
七、为什么照抄参考电路，也可能出问题？
参考电路中的补偿参数，是在特定功率级和工作条件下选出来的。
如果保留COMP旁边的阻容，却换了电感、输出电容、输出电压，甚至把原来的电解电容全部换成MLCC，控制器需要调节的对象就已经变了。即使直流输出仍然正确，也不能据此确认动态响应与稳定裕量仍然合适。
实际检查时，可以从这几件事入手：
-
核对实际元件。 不仅看标称容量，还要看工作电压下的有效容值、ESR及电感参数。
-
覆盖工作范围。 在不同输入电压、负载及工作模式下，观察负载阶跃的跌落、过冲和恢复过程。
-
必要时测量环路。 按芯片和测量设备推荐的方法获取波特图，检查交越频率及稳定裕量，避免只凭一张阶跃波形下结论。
-
排除其他原因。 FB与COMP附近的布局噪声、限流、轻载模式切换等，也可能让波形看起来不正常。
COMP上的阻容不是一组可以跨型号通用的“稳定配方”。它们需要与芯片内部控制、电感、输出电容及负载共同考虑。
于是，问题又回到了输出电容：
MLCC的ESR更低，输出纹波看起来应该更小，为什么换上它以后，有些DCDC反而可能不稳定？
这个我们下一篇聊