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电路设计中电源的设计是非常重要和关键的,好的电源设计能够使得板子的稳定性提高不少。使用开关稳压器进行设计时,应用要求决定了需要很多输入输出电容,关于输入输出电容的作用,设计中该如何选择,这个资源有很好的解析,对于很多新手电路设计人员还是非常值得一看与学习的。
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电容阻抗特性...............................................................................7
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⾼频阻抗图.......................................................................................10
SLTA055–2006年2月
输入脉冲电流与占空比......................................................................................2
4
2
3
图列表
内容
多个POL模块示例........................................................................6
6
5
输入纹波电压图...............................................4
稳压器压摆率示例电路........................................................................9
输出电容选择...........................................................................................................7
输入电容选择......................................................................................2
阻抗限制......................................................................................................8
在确定所需的电容量方面发挥重要作用。瞬态
其他需要考虑的重要问题是最小化PCB面积和电容器成本。
杰森·阿里戈...............................................................................................................PMP插入式电源
在选择输入和输出电容时,每个设计都有特定的要求
您的系统要求非常重要。负载瞬态幅值、电压
抽象的
有很多需要解决的。系统要求为设计设定了硬性限制。
偏差要求和电容器阻抗都会影响电容器的选择。
很多输入需要输出电容。有许多关键问题
使用开关稳压器进行设计时,应用要求决定了如何
根据您要完成的任务,电容的数量和类型
这会影响您的选择。设计的电气性能要求
可以变化。
输入和输出电容选择
SLTA055–2006年2月
1
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输入和输出电容选择
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0.6
0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0
0.3
0
0
总有效值
D‑占空比
0.2
0.8
0.9
直流值
1.0
0.1
0.7
0.4
0.5
acrms
输入和输出电容选择
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2
注意:多相调节器在acrms曲线中有多个驼峰,具体取决于相数。
SLTA055–2006年2月
输入电容选择
放置在稳压器输入端的陶瓷电容器可降低纹波电压幅度。只有陶瓷具有降低纹波电压幅度所需的极低ESR。
这些电容器必须靠近稳压器输入引脚放置才能生效。即使电容器电流路径中的几纳亨杂散电感也会将开关频
率下的阻抗提⾼到抵消其有效性的水平。
负载电流、占空比和开关频率是决定输入纹波电压幅度的几个因素。
实线表示acrms纹波幅度。它在50%占空比时达到最大值。该图表显示了该幅度如何在50%的任一侧下降。直线
实线显示了作为占空比函数的平均值或直流分量。曲线虚线显示了占空比变化时矩形脉冲的总rms电流(直流和交
流)。
选择输入电容的首要目标是降低模块输入端的纹波电压幅度。这将rms纹波电流降低到大容量电容器可以处理的
水平。
大容量电容器不会降低纹波电压。铝电解和大多数钽的ESR太⾼,无法有效降低纹波。大输入纹波电压会导致大量纹
波电流流入大容量电容器,从而导致ESR寄生功率耗散过大。
图1.输入脉冲电流与占空比
输入纹波电压幅度与输出负载电流成正比。最大输入纹波幅度出现在最大输出负载处。此外,电压纹波的幅度随转换
器的占空比而变化。对于单相降压稳压器,占空比近似为输出与输入直流电压之比。单相降压稳压器在50%占空比时
达到其最大纹波。
为了降低大容量电容器中的rms电流,必须使用陶瓷电容器来降低纹波电压幅度。作为一般经验法则,将峰峰值
纹波幅度保持在75mV以下可使大容量电容器中的rms电流保持在可接受的范围内。
图1显示了单相降压稳压器的acrms、dc和总rms输入电流与占空比的关系。
矩形脉冲电流
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1
1.1降低输入纹波电压
输入电容选择
1.2选择输入陶瓷电容
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直流(1
效率
我
直流)1000
;
84楼
F
10安0.3(10.3)1000
直流
33375毫伏
SLTA055–2006年2月 3
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输入和输出电容选择
输入电容选择
(2)
(1)
注:(1)陶瓷的实际电容小于给定直流电时的标称值
IOUT是稳态输出负载电流
鉴于:
‧fSW=333kHz
将纹波电压降低至75mVpp所需的最小陶瓷电容计算为:
fSW是以kHz为单位的开关频率
陶瓷计算示例:
图2中的纹波电压曲线表明纹波幅度已降低了大约1
目标已经实现。
(部分CMIN由模块提供)
幅度到可接受的水平:
‧VOUT=3.3V
‧车辆识别号=12V
CMIN(1)是所需的最小陶瓷输入电容,单位为μF
使用公式1确定降低纹波电压所需的陶瓷电容量
dc是占空比(如上定义)
n=90%
‧IOUT=10A
VP(max)(2)是最大允许的峰峰值纹波电压
(2)建议Vpmax为75mVpp。这将产生大约22mVrms的纹波电压。
在哪里
‧
‧直流=0.3
电压。确保实际值等于或大于计算值。
添加计算出的陶瓷电容器后,系数为四。75mVpp纹波电压幅度
输出电压
出去
SWVP(最大值)
来
CMIN
CMIN
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1.3计算陶瓷电容
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