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ZHCSTN7A April 2024 – June 2024 TPS561243 , TPS561246

PRODUCTION DATA

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)

DRL|6
- MPDS159H

散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)

订购信息

zhcstn7a_oa

7.2.2.3 输出滤波器选型

用作输出滤波器的 LC 滤波器具有双极，如方程式 4 所示。在此公式中，C_OUT 必须使用降额后的有效值，而不是标称值。

方程式 4.

{F r e q u e n c y}_{d o u b l e p o l e} = \frac{1}{2 \times π \times \sqrt{L_{O U T} \times C_{O U T}}}

对于任何内部补偿的控制拓扑，它可以支持一系列输出滤波器。在低频率下，整体环路增益由输出设定点电阻分压器网络和器件的内部增益设定。低频相位是 180°。在输出滤波器极点频率下，增益以每十倍频程 –40dB 的速率滚降，且相位具有 180 度下降。内部纹波生成网络引入了高频零点，可将增益滚降从每十倍频 –40dB 降低至 –20dB，并导致 90 度相位提升。内部纹波注入电路引入的高频零点约为 160kHz。TI 建议为所选电感器和电容器引入的双极频率位于 40kHz 左右，以便由该高频零点提供的相位提升可提供足够的相位裕度来满足稳定性要求。对于高于 2V 的输出电压，TI 建议添加一个 C_FF 电容器以增加带宽和相位裕度。建议的 C_FF 范围为 10pF 至 100pF。整个系统的交叉频率通常必须低于开关频率的三分之一。

表 7-2 建议的元件值

输出电压 (V)	L_OUT (uH)	C_OUT (uF)	C_OUT(uF) ⁽¹⁾ 范围	R_FBT (kΩ)	R_FBB (kΩ)	C_FF (pF)
0.6	1	22（额定值 10V）	20-90	0	10.0	-
1.05	1.2	22（额定值 10V）	10-45	7.5	10.0	-
3.3	3.3	22（额定值 25V）	15-60	135.0	30.0	47
5	3.3	22（额定值 25V）	15-60	220.0	30.0	47
7	3.3	22x2（额定值 25V）	15-60	320.0	30.0	47

(1) 该表中使用了陶瓷电容器。所有 C_OUT 值均是降额后的值。

电感器峰峰值纹波电流、峰值电流和 RMS 电流使用方程式 5、方程式 6 和方程式 7 计算。额定电感器饱和电流必须大于计算出的峰值电流，RMS 或额定加热电流必须大于计算出的 RMS 电流。

方程式 5.

I_{P - P} = \frac{V_{O U T}}{V_{I N (M a x)}} \times \frac{V_{I N (M a x)} - V_{O U T}}{L_{O U T} \times f_{S W}}

方程式 6.

I_{P E A K} = I_{O} + \frac{I_{P - P}}{2}

方程式 7.

I_{L O (R M S)} = \sqrt{I_{O}^{2} + \frac{1}{12} \times I_{P - P}^{2}}

对于本设计示例，计算出的峰值电流为 1.32A，计算出的 RMS 电流为 1.02A。使用的电感器是 WE 74438357012。

电容器值和 ESR 决定输出电压纹波量。TPS56124x 旨在与陶瓷或其他低 ESR 电容器配合使用。TI 建议使用 1 × 22µF 输出电容。使用方程式 8 确定输出电容器所需的额定 RMS 电流。

方程式 8.

I_{C O (R M S)} = \frac{V_{O U T} \times (V_{I N} - V_{O U T})}{\sqrt{12} \times V_{I N} \times L_{O U T} \times f_{S W}}

此设计中可以使用 1 个 MuRata GRM21BR61A226ME44L 22µF 输出电容器。每个电容器的典型 ESR 为 2mΩ。计算出的 RMS 电流为 0.2A，每个输出电容器的额定电流为 4A。