ZHCSDJ7B February 2015 – December 2024 LMR14030
PRODUCTION DATA
必须谨慎选择输出电容器 COUT,因为它直接影响稳态输出电压纹波、环路稳定性以及负载电流瞬态期间的电压过冲/下冲。
输出纹波主要由两部分组成。一部分由电感电流纹波经过输出电容的等效串联电阻 (ESR) 造成:
另一部分是由电感电流纹波对输出电容充放电造成的:
因为两部分电压纹波不是同相位的,所以实际纹波峰峰值小于这两个峰值之和。
输出电容通常受到瞬态性能参数的限制,特别是系统要求在快速变化的大电流阶跃下保持电压稳定。当负载快速大幅增加时,输出电容在电感电流上升到适当的水平之前为其提供需要的电荷。稳压器控制环路通常需要三个或更多的时钟周期,对输出电压的下降进行响应。输出电容必须足够大,才能提供三个时钟周期的电流差,从而将输出电压保持在指定范围内。方程式 13
方程式 13 给出针对特定输出下冲需要的最小输出电容。当一个大负载突然下降时,输出电容吸收储存于电感中的能量。环流二极管无法灌入电流,因此存储在电感器中的能量会导致输出电压过冲。方程式 14 计算了将电压过冲保持在一个特定的范围所需要的最小电容值。
其中
此设计示例中,目标输出纹波是 50mV。假设 ΔVOUT_ESR = ΔVOUT_C = 50mV,并选择 KIND = 0.4。通过方程式 11 可得出不大于 35.7mΩ 的 ESR,通过方程式 12 可得出不小于 7μF 的 COUT。为达到此设计的目标过冲/下冲范围,VUS = VOS = 5% × VOUT = 250mV。可以分别通过方程式 13 和方程式 14 计算出 COUT 不小于 75.6μF 和 30.8μF。综上所述,输出电容器的最严格标准是 75.6μF。可以并联使用两个 47μF、16V、X7R 且 ESR 为 5mΩ 的陶瓷电容器。