开关转换器输出端的电容可分为两种,一种是大容值的储能电容,一种是小容值的滤波电容。
储能电容,用于维持直流输出电压或者说平滑输出端的纹波电压(因为电容上的电压不能突变,所以电容可以平滑电压的波动),并提供负载瞬态电流。小容值电容主要用于滤除高频噪声,使得电源更“干净”。
参考TPS54561DPRT规格书,这里分享BUCK电路输出电容取值的几个考量因素:
(1) 首先,要满足电路设计需求中的动态响应(负载调整率的要求),即负载由“轻”到“重”时,为负载提供足够的能量,而不使输出电压产生较大的下冲(undershoot),即负载变化时输出电压的变化量不超过目标值。
(2) 其次,当负载由“重”到“轻”时,能够吸收功率电感上储存的能量,而不使输出电压产生较大的上冲(overshoot),即将输出电压上的过冲抑制在设计需求之内。
(3) 再次,要满足电路设计需求中的纹波电压范围,将纹波电压“钳位”在设计需求之内。比如,设计需求输出纹波电压峰峰值为100mV,按照相应的设计方法选择输出电容种类和容值大小,使得输出端的纹波电压峰峰值不超过100mV,就是这里所谓“钳位”的意思,与钳位二极管将电压钳位在一定的水平类似。
以上三点,分别对应着前文所述TPS54561DPRT规格书中(35)(36)(37)三个公式。
(4) 最后,所选型的电容,容值、ESR和均方根电流都要满足设计需求。
具体的选型实例,可以参考文章 BUCK电路的输出电容怎么选型?
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