開關轉換器輸出端的電容可分為兩種,一種是大容值的儲能電容,一種是小容值的濾波電容。
儲能電容,用于維持直流輸出電壓或者說平滑輸出端的紋波電壓(因為電容上的電壓不能突變,所以電容可以平滑電壓的波動),并提供負載瞬態(tài)電流。小容值電容主要用于濾除高頻噪聲,使得電源更“干凈”。
參考TPS54561DPRT規(guī)格書,這里分享BUCK電路輸出電容取值的幾個考量因素:
(1) 首先,要滿足電路設計需求中的動態(tài)響應(負載調整率的要求),即負載由“輕”到“重”時,為負載提供足夠的能量,而不使輸出電壓產生較大的下沖(undershoot),即負載變化時輸出電壓的變化量不超過目標值。
(2) 其次,當負載由“重”到“輕”時,能夠吸收功率電感上儲存的能量,而不使輸出電壓產生較大的上沖(overshoot),即將輸出電壓上的過沖抑制在設計需求之內。
(3) 再次,要滿足電路設計需求中的紋波電壓范圍,將紋波電壓“鉗位”在設計需求之內。比如,設計需求輸出紋波電壓峰峰值為100mV,按照相應的設計方法選擇輸出電容種類和容值大小,使得輸出端的紋波電壓峰峰值不超過100mV,就是這里所謂“鉗位”的意思,與鉗位二極管將電壓鉗位在一定的水平類似。
以上三點,分別對應著前文所述TPS54561DPRT規(guī)格書中(35)(36)(37)三個公式。
(4) 最后,所選型的電容,容值、ESR和均方根電流都要滿足設計需求。
具體的選型實例,可以參考文章 BUCK電路的輸出電容怎么選型?
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