ZHCUAT3B November 2017 – February 2023

4 Capacitor Current Sharing Calculator

当在电源的输入端或输出端并联连接不同类型的电容器时，流经每个电容器的 RMS 电流是不同的，因为它取决于电容器在整个频率范围内的阻抗。要获得每个电容器的 RMS 电流的精确结果，必须计算开关频率的所有谐波的阻抗和电流。每个谐波的 RMS 电流必须根据谐波频率下总阻抗和单个电容器阻抗之间的比率，通过总电流信号的快速傅里叶变换 (FFT) 导出。

图 4-1 展示了 Capacitor Current Sharing Calculator。

注：

在 Power Stage Designer 中，仅在开关频率下计算阻抗和 RMS 电流。因此，得到的 RMS 电流是粗略的估计值。

图 4-1 Capacitor Current Sharing Calculator

可以按照Equation10 计算一个电容器在开关频率下的阻抗（n 可以是 1、2 或 3，并且是指电容器指数）：

Equation10.

Z_{cap, n} = {ESRC}_{n} + i \times (2 \times π \times f_{swi t ch} \times {ESLC}_{n} - \frac{1}{2 \times π \times f_{switch} \times C_{n}})

电容器的典型 ESL 值为 1nH 至 7nH。假设导体的寄生电感为 6nH/cm，陶瓷电容器的电感可以通过将该值乘以电容器长度来估算。PCB 布线和过孔可能会略微增大此值（请参阅 [1]）。

开关频率下三个并联电容器的总阻抗如Equation11 所示：

Equation11.

Z_{t o t a l} = \frac{1}{\frac{1}{Z_{c a p, 1}} + \frac{1}{Z_{c a p, 2}} + \frac{1}{Z_{c a p, 3}}}

在忽略包括开关频率的所有其他谐波时，一个电容器的 RMS 电流计算如 Equation12 所示：

Equation12.

I_{r m s ： c a p, n} = I_{r m s, t o t a l} \times \frac{|Z_{t o t a l}|}{|Z_{c a p, n}|}