ZHCSWI3D June 2024 – December 2024 TPSM81033
PRODUCTION DATA
7.2.2.2 輸出電容器選型
選擇輸出電容器主要是為了滿足輸出紋波和環(huán)路穩(wěn)定性的要求。紋波電壓與電容器電容及其等效串聯(lián)電阻 (ESR) 相關(guān)。假設(shè)陶瓷電容器的 ESR 為零，給定紋波電壓所需的最小電容可通過方程式 6 計算得出。
其中
- DMAX 是最大開關(guān)占空比
- VRIPPLE 是峰峰值輸出紋波電壓
- IOUT 是最大輸出電流
- fSW 是開關(guān)頻率
如果使用了鉭或鋁電解電容器，則必須考慮 ESR 對輸出紋波的影響。由輸出電容的 ESR 引起的輸出峰峰值紋波電壓可以通過方程式 7 計算得出。
在估算因直流偏置電壓、老化和交流信號引起的陶瓷電容器降額時要小心謹慎。例如，直流偏置電壓會顯著降低電容。陶瓷電容器在其額定電壓下可能會損失超過 50% 的電容。因此，在額定電壓方面應始終留有余量，以確保在所需的輸出電壓下有足夠的電容。在 PWM 模式下，增大輸出電容器可以使輸出紋波電壓更小。
TI 建議在輸出電流低于 1A 時使用有效電容為 10μF 的 X5R 或 X7R 陶瓷輸出電容器，在輸出電流高于 1A 時使用有效電容為 20μF 的電容器。輸出電容器影響升壓穩(wěn)壓器的小信號控制環(huán)路穩(wěn)定性。如果輸出電容器低于此范圍，升壓穩(wěn)壓器可能會變得不穩(wěn)定。在 PWM 模式下，增大輸出電容器可以使輸出紋波電壓更小。
對于超過 40μF 的大輸出電容應用，TI 建議使用前饋電容器將零點頻率 (fFFZ) 設(shè)置為 1kHz，此外還建議將 50 歐姆電阻器與前饋電容器串聯(lián)，以濾除從 VOUT 耦合到 FB 的一些高頻噪聲。