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ZHCSPA7B March 2023 – January 2024 TPS56836 , TPS56837 , TPS56838

PRODUCTION DATA

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)

RPA|10
- MPQF515

散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)

订购信息

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，公式为：

方程式 7.

f_{p} = \frac{1}{2 π \times \sqrt{L_{O U T} \times C_{O U T}}}

在低频率下，整体环路增益是由输出设定点电阻分压器网络和器件的内部增益设定的。低频相位是 180 度。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，且相位快速下降。D-CAP3 控制模式引入了高频零点，将增益滚降的速率降为每十倍频程 –20dB，并在零点频率之上将相位增加到每十倍频程 90 度。必须选择输出滤波器的电感器和电容器，使方程式 7 的双极位于高频零点之下，但又与之足够接近，使相位提升达到高频零点，为稳定电路提供足够的相位裕度。若要满足此要求，请使用表 7-2 中推荐的值。

表 7-2 建议的元件值

开关频率 (kHz)	输出电压⁽¹⁾ (V)	R6⁽²⁾(kΩ)	R7 (kΩ)	L1 (µH)	C_OUT⁽³⁾			C10 ⁽⁴⁾(pF)
开关频率 (kHz)	输出电压⁽¹⁾ (V)	R6⁽²⁾(kΩ)	R7 (kΩ)	L1 (µH)	最小值	典型值	最大值	C10 ⁽⁴⁾(pF)
500	1.05	7.5	10	1	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10
	1.8	20	10	1.5	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10
	3.3	45.3	10	2.2	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10	100 至 200（典型值 150）
	5	73.2	10	3.3	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	100 至 200（典型值 150）
	9	140	10	4.7	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	50 至 150（典型值 100）
	12	383	20	5.6	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	30 至 100（典型值 30）
800	1.05	7.5	10	0.68	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10
	1.8	20	10	1	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10
	3.3	45.3	10	1.5	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10	100 至 200（典型值 150）
	5	73.2	10	2.2	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	100 至 200（典型值 150）
	9	140	10	3.3	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	50 至 150（典型值 100）
	12	383	20	3.3	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	30 至 100（典型值 30）
1200	1.05	7.5	10	0.47	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10
	1.8	20	10	0.68	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10
	3.3	45.3	10	1	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10	100 至 200（典型值 150）
	5	73.2	10	1.5	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	1100 至 200（典型值 150）
	9	140	10	2.2	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	50 至 150（典型值 100）
	12	383	20	2.2	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	30 至 100（典型值 30）

(1) 对于未列出的输出轨，请使用最接近较高输出轨的建议 L1 和 C_OUT 组合。

(2) V_OUT = 0.6V 时，R6 = 0Ω。

(3) 本数据表中的 C_OUT 使用 Murata GRM32ER71E226KE15L 25VDC 电容器。建议使用相同的有效输出电容。有效电容值定义为直流偏置和温度下的实际电容，而不是额定值或铭牌值。除了正常的容差和温度影响外，所有高容值陶瓷电容器还具有大电压系数。必须仔细研究任何电容器组的偏置和温度变化，以确保提供有效电容的最小值。请参阅陶瓷电容器制造商提供的直流偏置和温度特性信息。通过针对前馈补偿的具体细节进行调优，可以允许电容高于 Cout_max。

(4) R8 和 C10 可用于改善负载瞬态响应或提高环路相位裕度。在使用前馈电容器进行实验时，使用前馈电容器优化内部补偿直流/直流转换器的瞬态响应 应用报告非常有用。

电感器峰峰值纹波电流、峰值电流和 RMS 电流使用方程式 8、方程式 9 和方程式 10 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。

对 f_SW 使用 500kHz。确保所选电感器的电流额定值为方程式 9 的峰值电流和方程式 10 的 RMS 电流。

方程式 8.

{I l}_{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 9.

{I l}_{P E A K} = I_{O} + \frac{{I l}_{p - p}}{2}

方程式 10.

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

对于本设计示例，计算出的峰值电流为 9.13A，计算出的 RMS 电流为 8.03A。使用的电感器是 Wurth 744325330，饱和电流为 15A，额定电流为 9.7A。

电容器值和 ESR 决定输出电压纹波量。TPS56837 旨在与陶瓷或其他低 ESR 电容器配合使用。使用方程式 11 确定输出电容器所需的额定 RMS 电流。

方程式 11.

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}

对于此设计，使用了两个 MuRata GRM32ER71E226KE15L 22μF 输出电容器，因此在 5V 直流偏置电压下的有效电容为 35µF。计算出的 RMS 电流为 0.63A，每个输出电容器的额定电流为 4A。