为DC/DC转换器选择正确的电感器与电容器

技术分类: 电源技术  模拟设计  | 2007-07-09
来源:电源系统 | 作者:Christophe Vaucourt

  输出电容器

  消除输出电容器可以在成本和占板空间两方面实现节省。输出电容器的基本选择取决于纹波电流、纹波电压以及环路稳定性等各种因素。

  输出电容器的有效串联电阻(ESR)和电感器值会直接影响输出纹波电压。利用电感器纹波电流((IL)和输出电容器的ESR可以简单地估测输出纹波电压。

  因此,设计时应当选用ESR尽可能低的电容器。例如,采用X5R/X7R技术的4.7uF到10uF电容器表现为10m(范围的ESR值。轻负载(或者不考虑纹波的应用)也可以使用容值更小的电容器。    

 品质-频率图

图2:品质-频率图:(a)Q和频率的关系;(b)RS和频率的关系。

  TI的控制环路架构使您能够采用自己首选的输出电容器,同时还可以补偿控制环路,以实现最佳的瞬态响应和环路稳定性。当然,内部补偿能够理想地支持一系列工作条件,而且能够敏感地响应输出电容器参数变化。

  TPS6220x系列降压转换器具有内部环路补偿功能。因此,必须选择支持内部补偿功能的外部LC滤波器。对于此类器件而言,内部补偿最适合16kHz的LC转角频率(cornerfrequency),即10uH电感器与10uF输出电容器。根据一般经验法则,在选用不同输出滤波器时,L*C乘积不应当大

范围变动。在选择更小的电感器或电容器值时,会造成转角频率增加至更高频率,因此这一点尤为重要。

  在从负载瞬态出现到打开P-MOSFET期间,输出电容器必须提供负载所需的全部电流。输出电容器提供的电流会造成经过ESR的电压降低(从输出电压中扣除)。ESR越低,输出电容器提供负载电流时的电压损耗就越低。为了降低解决方案尺寸并且提升TPS62200转换器的负载瞬态性能,建议采用4.7uH电感器和22uF输出电容器。

  参考文献:

  TITPS62200datasheet,http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tps62200.pdf

  TrilogyofInductors2ndextendededitionISBN3-934350-73-9,WurthElektronik

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