ZHCSXL7 December 2024 LM25190
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應(yīng)用
- 3 說明
- 4 引腳配置和功能
- 5 規(guī)格
-
6 詳細說明
- 6.1 概述
- 6.2 功能方框圖
- 6.3
特性說明
- 6.3.1 輸入電壓范圍 (VIN)
- 6.3.2 高壓輔助電源穩(wěn)壓器（VCC、BIAS）
- 6.3.3 精密使能端 (EN)
- 6.3.4 電源正常監(jiān)視器 (PGOOD)
- 6.3.5 開關(guān)頻率 (RT)
- 6.3.6 低壓降模式
- 6.3.7 雙隨機展頻 (DRSS)
- 6.3.8 軟啟動
- 6.3.9 輸出電壓設(shè)定值 (FB)
- 6.3.10 最短可控導(dǎo)通時間
- 6.3.11 電感器電流檢測（ISNS+、VOUT）
- 6.3.12 電壓環(huán)路誤差放大器
- 6.3.13 電流監(jiān)測器、可編程電流限制和電流環(huán)路誤差放大器（IMON/ILIM，ISET）
- 6.3.14 雙環(huán)路架構(gòu)
- 6.3.15 PWM 比較器
- 6.3.16 斜率補償
- 6.3.17 斷續(xù)模式電流限制
- 6.3.18 高側(cè)和低側(cè)柵極驅(qū)動器（HO、LO）
- 6.4 器件功能模式
- 7 應(yīng)用和實施
- 8 器件和文檔支持
- 9 修訂歷史記錄
- 10機械、封裝和可訂購信息
封裝選項
機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
- RGY|19
散熱焊盤機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
- RGY|19
訂購信息
7.1.1.2 輸出電容器
輸出電容器與控制環(huán)路響應(yīng)相結(jié)合，可確保輸出電壓保持在動態(tài)瞬態(tài)容差規(guī)格范圍內(nèi)。在電源管理應(yīng)用中限制輸出電容器的常用邊界由有限可用 PCB 面積、元件尺寸和厚度以及成本驅(qū)動。隨著負載階躍幅度和壓擺率增加，輸出電容器的等效串聯(lián)電阻 (ESR) 和等效串聯(lián)電感 (ESL) 優(yōu)先于對負載瞬態(tài)響應(yīng)進行整形。
輸出電容器 COUT 會對電感器紋波電流進行濾波，并提供一個電荷庫來應(yīng)對負載瞬態(tài)事件。通常，陶瓷電容器提供低 ESR 來減少輸出電壓紋波和噪聲尖峰，而鉭電容器或電解電容器以相對緊湊的外形提供大容量電容來應(yīng)對瞬態(tài)負載事件。
圖 7-1 從概念上展示了負載降壓和負載升壓轉(zhuǎn)換期間的相關(guān)電流波形。如圖所示，當電感電流增加以與負載瞬態(tài)后的新負載電流電平保持一致時，電感電流的大信號壓擺率會受到限制。此壓擺率限制加劇了輸出電容器中的電荷不足，該不足必須在負載升壓瞬態(tài)期間及之后盡快進行補充。同樣，在負載降壓瞬態(tài)期間以及之后，電感電流的壓擺率限制會使輸出電容器中的電荷過剩加劇，而這些過剩的電荷必須盡快消耗掉。
圖 7-1 顯示 COUT 電荷過剩或不足的負載瞬態(tài)響應(yīng)表示例如，在 12V 輸入到 3.3V 輸出電壓的典型穩(wěn)壓器應(yīng)用中，負載關(guān)斷瞬變表示最差情況下的輸出電壓瞬態(tài)偏差。在該轉(zhuǎn)換率應(yīng)用中，穩(wěn)態(tài)占空比約為 28%，而占空比折疊至零時的大信號電感電流壓擺率約為 –VLOAD/LOUT。與負載導(dǎo)通瞬態(tài)相比，電感器電流需要更長的時間才能轉(zhuǎn)換至所需的電平。輸出電容器中的過剩電荷會導(dǎo)致輸出電壓過沖。實際上，若要盡快消耗輸出電容器上的過剩電荷，電感器電流必須在負載階躍后降至標稱電平以下。在這種情況下，可以方便地采用大輸出電容來吸收過剩電荷并最大限度地減少電壓過沖。
為了滿足此類負載關(guān)斷瞬態(tài)期間的動態(tài)輸出電壓過沖瞬態(tài)規(guī)格（用 ΔVOVERSHOOT 表示，其中輸出電流的階躍降低由 ΔILOAD 提供），輸出電容必須大于以下值：
根據(jù) ΔVLOAD 所表示的峰-峰值輸出電壓紋波靜態(tài)規(guī)格，選擇一個大于方程式 16 中所示值的輸出電容。
制造商數(shù)據(jù)表中作為規(guī)格以顯式方式或者在阻抗與頻率關(guān)系曲線中以隱式方式提供了電容器的 ESR。根據(jù)類型、尺寸和結(jié)構(gòu)，電解電容器具有很大的 ESR（5mΩ 及以上）以及相對較大的 ESL（5nH 至 20nH）。PCB 跡線也會產(chǎn)生一些寄生電阻和電感。陶瓷輸出電容器在開關(guān)頻率條件下具有低 ESR 和 ESL 貢獻度，容性阻抗分量處于主導(dǎo)地位。不過，根據(jù)陶瓷電容器的封裝和電壓額定值，有效電容可能會在施加直流電壓時顯著下降，具體取決于施加的直流電壓和工作溫度。
通過忽略方程式 16 中的 ESR 項，可以快速估算出滿足輸出紋波規(guī)格所需的最小陶瓷電容。使用方程式 15 來確定是否需要額外的電容才能滿足負載關(guān)斷瞬態(tài)過沖規(guī)格。
將陶瓷電容器和電解電容器組合在一起的實現(xiàn)方案著重解釋了為什么要并聯(lián)使用化學(xué)特性不同但性能互補的電容器。每個電容器的頻率響應(yīng)都是增值性的，每個電容器都在該頻率范圍的一部分中提供所需的性能。陶瓷電容器具有低 ESR 和 ESL，因此可以提供出色的中頻和高頻去耦特性，從而盡可能地減少開關(guān)頻率輸出紋波，而電解電容器具有大容量電容，因此可以提供低頻儲能來應(yīng)對負載瞬變需求。