ZHCAAM3B July 2018 – August 2021 TPS560430
根據輸出紋波和環路響應,設計輸出電容器。輸出電壓紋波由兩部分組成:一部分是電感電流紋波流過輸出電容器的 ESR 所導致的,見Equation19;另一部分是由電感電流紋波對輸出電容器充放電造成的,見Equation20。目標輸出紋波為 30mV,因此 ΔVO_ESR < 30mV 且 ΔVO_C < 30mV,進而 RESR < 125mΩ 且 CO > 0.91μF。


可通過Equation13 計算最大 ESR 值,從而得到合理的交叉頻率和足夠的相位裕度。若假設目標交叉頻率 fc 約為 20kHz,則結果為 RESR ? 612mΩ。建議采用 3 倍裕度,結果為 RESR < 204mΩ。
輸出電容器值決定內部補償式 PCM 降壓轉換器的環路響應,如Equation15 和Equation16 所示。使用 TPS560430 內部參數,計算公式為Equation21 和Equation22。目標 fc 約為 20kHz,所以 CO 約為 15μF。考慮到降額,使用 ESR 為 4mΩ 的 22μF、16V 陶瓷電容器。降額后,電容為 13μF:CO = 13μF,RESR = 4mΩ。交叉頻率為 fc = 23.4kHz,在 VIN = 12V、IO = 0.6A 時,相位裕度計算值為 64.2°。該公式還表明,當 VIN 和 IO 最小時,相位裕度最差;而在 VIN = 7V、IO = 0.1A 時,計算結果為 59.2°,符合設計規格。

