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ZHCSUY3 August 2024 TPSM8287A12M , TPSM8287A15M

PRODUCTION DATA

封裝選項

機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)

RDW|39
- MPQF792A

散熱焊盤機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)

訂購信息

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9.2.2.4 選擇輸出電容器

實際上，總輸出電容通常包括不同電容器的組合，其中較大的電容器在較低頻率下提供負載電流，而較小的電容器在較高頻率下提供負載電流，以滿足負載阻抗要求。輸出電容器的容值、類型和位置通常由負載定義。TI 建議使用 X7R 多層陶瓷電容器 (MLCC) 以實現(xiàn)出色濾波效果，并必須將其放置在 VOUT 和 GND 之間盡可能靠近這些引腳的位置。對于環(huán)境溫度低于 85°C 的應(yīng)用，可以使用具有 X5R 電介質(zhì)的電容器。陶瓷電容器具有直流偏置效應(yīng)，會對最終的有效電容產(chǎn)生很大影響。請結(jié)合考慮封裝尺寸和額定電壓，仔細選擇合適的電容器。以下計算使用總輸出電容的有效值。

TPSM8287A1xM 器件采用蝶形或并聯(lián) 布局，VOUT 和 GND 引腳位于封裝的兩個相對側(cè)。這使得輸出電容器可以對稱地放置在 PCB 上，以使電磁場相互抵消，從而降低 EMI。

TPSM8287A1xM 器件經(jīng)過優(yōu)化，可支持惡劣的負載瞬態(tài)。器件外部環(huán)路補償可使用給定的輸出電容將環(huán)路響應(yīng)調(diào)整為所需的響應(yīng)。以下計算可創(chuàng)建符合表 9-2 中指定的負載階躍的設(shè)計。這些計算所得的總輸出電容通常為幾百微法。

當(dāng) TPSM8287A1xM 器件、輸出電容器和負載彼此非常靠近時，也就是將器件和負載之間的距離和增加的電感保持在盡量小的值時，可以實現(xiàn)出色的輸出電壓調(diào)節(jié)。

如果無法實現(xiàn)這種放置，則必須將總電容的大部分放置于負載處，只將兩個電容器放置在 TPSM8287A1xM 器件處。TI 建議位于負載處的電容至少是位于器件處的電容的兩倍。

如果應(yīng)用中沒有惡劣的負載瞬態(tài)，則可以使用較小的輸出電容值。不要使用低于建議運行條件 中最小值的輸出電容。

轉(zhuǎn)換器的瞬態(tài)響應(yīng)由以下兩個標(biāo)準之一定義：

流經(jīng)電感器的電流的壓擺率，在這種情況下，轉(zhuǎn)換器的反饋環(huán)路飽和。
環(huán)路帶寬，其中轉(zhuǎn)換器保持在穩(wěn)定狀態(tài)并且環(huán)路不飽和 (BW_τ < f_SW/4)。

上述哪個標(biāo)準適用于任何給定的應(yīng)用取決于運行條件和所使用的元件值。計算這兩種情況的輸出電容，并選擇兩個值中較大的一個。

如果轉(zhuǎn)換器保持在穩(wěn)壓狀態(tài)，則所需的最小輸出電容由以下公式給出：

方程式 17.

C_{O U T (m i n) (r e g)} = (\frac{τ \times (1 + g_{m} \times R_{Comp1})}{2 \times π \times \frac{L}{N?} \times {BW}_{τ}}) (1 + \sqrt{{T O L}_{τ}^{2} + {T O L}_{I N D}^{2} + {T O L}_{f S W}^{2}})

方程式 18.

C_{O U T (m i n) (r e g)} = (\frac{12.5 \times 10^{- 6} \times (1 + 1.5 \times 10^{- 3} \times 806)}{2 \times π \times \frac{100 \times 10^{- 9}}{1} \times 300 \times 10^{3}}) (1 + \sqrt{{30 %}^{2} + {20 %}^{2} + {10 %}^{2}}) = 201.3 μ F

如果轉(zhuǎn)換器環(huán)路飽和，則最小輸出電容由以下公式給出：

方程式 19.

C_{O U T (m i n) (s a t)} = \frac{1}{? V_{O U T}} (\frac{L \times {? I_{OUT(max)}}^{2}}{2 \times V_{O U T} \times N?} - \frac{? I_{OUT(step)} \times t_{t}}{2}) (1 + {T O L}_{I N D})

方程式 20.

C_{O U T (m i n) (s a t)} = \frac{1}{27 \times 10^{- 3}} (\frac{100 \times 10^{- 9} \times {9.7}^{2}}{2 \times 0.9 \times 1} - \frac{8.0 \times 1 \times 10^{- 6}}{2}) (1 + 20 %) = 54.5 μ F

在本例中，選擇 C_OUT(min) = 201.3μF，即兩個輸出電容值中的較大者。

表 9-3 列出了選擇的三個輸出電容器。將 2 × 47μF 電容器靠近 IC 放置，每個可提供約 27μF 的最小有效電容。將單個 220μF 電容器放置在負載附近，以便提供接近典型負載所需總?cè)ヱ铍娙莸碾娙荨Ｔ?220μF 電容器產(chǎn)生大約 138μF 的有效電容。這些有效電容總計 192μF，非常接近前文計算得出的所需最小值。對于進一步的計算，使用 C_OUT = 192μF。

方程式 21 檢查是否大多數(shù)輸出電容都放置在負載處。如果比率小于 1，請增加負載處的電容，或?qū)⑵骷⑤敵鲭娙莺拓撦d彼此相鄰地放置，以便輸出電容之間沒有隔離。

方程式 21.

\frac{C_{LOAD}}{2 {\times C}_{OUT}} > 1

方程式 22.

\frac{138 \times 10^{- 6}}{2 \times (2 \times 27 \times 10^{- 6})} > 1

= True

方程式 23 根據(jù)有效輸出電容值計算輸出電壓紋波。

方程式 23.

V_{O U T (p - p)} = \frac{I_{L (PP)}}{8 \times C_{OUT} \times f_{s w}}

方程式 24.

V_{O U T (p - p)} = \frac{3.4}{8 \times 192 \times 10^{- 6} \times 2.25 \times 10^{6}} = 0.984 m V

由于輸出電容器中的 ESR 和 ESL 以及應(yīng)用板寄生效應(yīng)，應(yīng)用中的紋波略高。