Buck變換器的輸出電容是整個Buck電路重要的組成部分,輸出電容的作用就是將輸出電壓穩定在期望的電壓值,減少電壓的波動。
Buck電路的輸出電容的容值選擇是非常重要的,如果這個電容的容值比較大,在整個PCB布局及BOM成本中的比重都比較大;如果電容值偏小影響電壓的穩定度,電源紋波電壓的大小,電源能夠承載負載變化的能力變小。
如果輸出電容選型不合適會導致電路工作異常。但是很多電路設計的講解的課程和選型的過程中,都會給一個沒有推導過程的公式,如公式5.12。
但是實際選型時候,往往都不用這個公式,讓大家摸不著頭腦。
在這種情況下,需要考慮這個電壓值與電容上的ESR承載電感上的紋波電流導致的紋波電壓的疊加。也就是UESR=IL*ESR,雖然這兩個電壓存在相位差,但是很多為了保險起見,會疊加考慮,如圖5.22所示。
關于負載突變,怎么個變化方法,很難明確。有些處理器的規定,電源電流的變化率必須在某個范圍之內,所以不會考慮0~Imax(最大負載電流)這種極端情況,因為跨度太大,無法考慮。所以這種會給定一個電流跳變的速率范圍。
但是很多不是特別大電流的場景,我們直接計算最極端情況:0A電流突變到最大電流,如同有個開關,本來負載是正常接入電路的,突然把開關打開,這樣原來流向負載的電流,只能流向電容,導致電容進行充電,會導致電容上面電壓增加,如圖5.23。
圖5.23負載變化測試電路示意圖
但是我們期望的是,電感上所有的能量全部轉移到電容上,電容的電壓仍然不會超標。電感上面的能量計算:
審核編輯:劉清
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原文標題:細說Buck【7】輸出電容的容值
文章出處:【微信號:Hardware_10W,微信公眾號:硬件十萬個為什么】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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