ZHCAD51 October 2022 LM5123-Q1
需要輸出電容器來使負載電壓紋波平穩,并在負載瞬態期間提供能量源。輸出電容器組和控制環路帶寬影響穩壓器的動態負載暫態響應。輸出電容器向負載提供能量,直到控制環路可以調整到新的工作點。根據方程式 11 估算得出,控制環路交叉頻率約為升壓被控對象傳遞函數右半平面零點的 1/8。
估算的控制環路交叉頻率為 2.45kHz。請注意,在最小輸入電壓和最大輸出功率下會出現最小右半平面零點頻率。
選擇目標交叉頻率后,可以使用方程式 12 來根據給定負載階躍的瞬態響應計算最小輸出電容。在可變輸出電壓設計中,最大負載階躍發生在最小目標負載電壓處,并且輸出電容大小也相應地調整。
其中
計算得出的輸出電容為 752μF,此設計中選擇 900μF。
輸出電容器的額定值必須能夠處理低側開關關斷期間的 RMS 電流。使用方程式 13 估算最大輸出紋波電流。
其中
輸出電容器組的 RMS 電流估計為 11.82A。請注意,在最壞的工作條件、最小電源電壓、最大負載電壓和全功率條件下會出現最高輸出電容器 RMS 電流。輸出電容器組由電解電容器和陶瓷電容器組成。每種化學物質都會為設計帶來好處。電解電容器以相對較小的尺寸為低頻能量存儲提供了大容量電容,以滿足負載瞬態需求。陶瓷電容器提供了低 ESR 和低 ESL 去耦路徑,從而盡可能地減少耦合到負載電壓的開關噪聲。陶瓷電容器通常具有非常高的 RMS 電流額定值。由于各種化學物質的優點,輸出電容器組由電解電容器和陶瓷電容器組成。