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ZHCSRI4B August 2024 – January 2025 LMR51625 , LMR51635

PRODUCTION DATA

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)

DDC|6
- MPDS124I

散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)

订购信息

8.2.2.5 输出电容器选型

该器件旨在与多种 LC 滤波器搭配使用。通常需要尽可能地减小输出电容，以降低成本和减小尺寸。必须谨慎选择输出电容器 C_OUT，因为选择的电容器直接影响稳态输出电压纹波、环路稳定性以及负载电流瞬态期间的输出电压过冲与下冲。输出电压纹波基本上由两部分组成。一部分由电感纹波电流经过输出电容的等效串联电阻 (ESR) 造成：

方程式 10.

∆ V_{O U T_E S R} = ∆ i_{L} \times E S R = K_{I N D} {\times I}_{O U T} \times E S R

另一部分由电感电流纹波对输出电容充放电造成：

方程式 11.

∆ V_{O U T_C} = \frac{∆ i_{L}}{8 \times f_{S W} \times C_{O U T}} = \frac{K_{I N D} {\times I}_{O U T}}{8 \times f_{S W} \times C_{O U T}}

电压纹波中的两个分量不是同相的，因此实际峰峰值纹波小于两个峰值之和。

如果系统需要严格的电压调节并存在大电流阶跃和快速压摆率，则输出电容通常受瞬态性能规格的限制。当发生大负载阶跃时，输出电容器在电感器电流上升到适当的水平之前为其提供需要的电荷。转换器的控制环路通常需要八个或更多时钟周期来将电感器电流调节至与此期间的新负载水平相等。输出电容必须足够大，才能提供八个时钟周期的电流差，从而将输出电压保持在指定范围内。方程式 12 展示了指定 V_OUT 过冲和下冲所需的最小输出电容。

方程式 12.

C_{O U T} > \frac{1}{2} \times \frac{8 \times (I_{O H} - I_{O L})}{f_{S W} \times ∆ V_{O U T_S H O O T}}

其中

K_IND = 电感纹波电流的纹波系数 (Δi_L/I_OUT)
I_OL = 负载瞬态过程中的低电平输出电流
I_OH = 负载瞬态过程中的高电平输出电流
V_{OUT_SHOOT} = 目标输出电压过冲或下冲

此设计示例中，目标输出纹波是 25mV。假设 ΔV_{OUT_ESR} = ΔV_{OUT_C} = 25mV，选择 K_IND = 0.35。通过方程式 10 可得出不大于 20mΩ 的 ESR，通过方程式 11 可得出不小于 15.2µF 的 C_OUT。对于此设计的目标过冲和下冲限制，ΔV_{OUT_SHOOT} 为 250mV。可以通过方程式 12 计算出 C_OUT 不小于 70µF。使用了两个 33µF、16V 陶瓷电容器。