ZHCSQS8K January 2006 – January 2024 TPS5430 , TPS5431
PRODUCTION DATA
7.2.1.2.4.2 電容器選擇
輸出電容器的重要設計因素是直流電壓額定值、紋波電流額定值和等效串聯電阻（ESR）。不得超過直流電壓和紋波電流額定值。ESR 很重要，因為它與電感器紋波電流一起決定輸出紋波電壓的大小。輸出電容器的實際值并不重要，但確實存在一些實際限制。應考慮此設計的所需閉環交叉頻率與輸出濾波器的 LC 轉角頻率之間的關系。由于采用內部補償設計，閉環交叉頻率盡量保持在 3kHz 至 30kHz 范圍之間，因為這個頻率范圍有足夠的相位升壓，可實現穩定運行。對于此設計示例，假設預期的閉環交叉頻率將在 2590Hz 至 24kHz 之間，且也低于輸出電容器的 ESR 零點。在這些條件下，閉環交叉頻率與 LC 轉角頻率的關系如下：
且輸出濾波器所需的輸出電容器值為：
對于所需的 18kHz 交叉頻率和 15μH 電感器，輸出電容器的計算值為 220μF。必須選擇電容器類型，以使 ESR 零點高于環路交叉頻率。最大 ESR 必須為：
輸出電容器的最大 ESR 也決定了初始設計參數中規定的輸出紋波的大小。輸出紋波電壓是電感器紋波電流與輸出濾波器的 ESR 的乘積。檢查電容器數據表中列出的最大規定 ESR 是否產生可接受的輸出紋波電壓：
其中
- ΔVPP 是所需的峰峰值輸出紋波。
- NC 是并聯輸出電容器的數量。
- fSW 為開關頻率。
在本設計示例中，為 C3 選擇了單個 220μF 輸出電容器。計算出的 RMS 紋波電流為 143mA，所需的最大 ESR 為 40m?。滿足這些要求的電容器是 Sanyo Poscap 10TPB220M，其額定值為 10V，最大 ESR 為 40m?，額定紋波電流為 3A。也可使用一個額外的 0.1μF 小型陶瓷旁路電容器，但未包括在本設計中。
還必須考慮輸出電容器的最小 ESR。為了獲得良好的相位裕度，當 ESR 處于最小值時，ESR 零點不能遠高于 24kHz 和 54kHz 的內部補償極點。
所選輸出電容器的額定電壓也必須大于所需的輸出電壓加上紋波電壓的一半。還必須包括任何降額量。輸出電容器中的最大 RMS 紋波電流計算公式如下：方程式 11
其中
- NC 是并聯輸出電容器的數量。
- fSW 為開關頻率。
其他電容器類型也可以與 TPS5430 一起使用，具體取決于應用的需求。