ZHCSQS8K January 2006 – January 2024 TPS5430 , TPS5431
PRODUCTION DATA
7.2.1.2.4.2 电容器选择
输出电容器的重要设计因素是直流电压额定值、纹波电流额定值和等效串联电阻（ESR）。不得超过直流电压和纹波电流额定值。ESR 很重要，因为它与电感器纹波电流一起决定输出纹波电压的大小。输出电容器的实际值并不重要，但确实存在一些实际限制。应考虑此设计的所需闭环交叉频率与输出滤波器的 LC 转角频率之间的关系。由于采用内部补偿设计，闭环交叉频率尽量保持在 3kHz 至 30kHz 范围之间，因为这个频率范围有足够的相位升压，可实现稳定运行。对于此设计示例，假设预期的闭环交叉频率将在 2590Hz 至 24kHz 之间，且也低于输出电容器的 ESR 零点。在这些条件下，闭环交叉频率与 LC 转角频率的关系如下：
且输出滤波器所需的输出电容器值为：
对于所需的 18kHz 交叉频率和 15μH 电感器，输出电容器的计算值为 220μF。必须选择电容器类型，以使 ESR 零点高于环路交叉频率。最大 ESR 必须为：
输出电容器的最大 ESR 也决定了初始设计参数中规定的输出纹波的大小。输出纹波电压是电感器纹波电流与输出滤波器的 ESR 的乘积。检查电容器数据表中列出的最大规定 ESR 是否产生可接受的输出纹波电压：
其中
- ΔVPP 是所需的峰峰值输出纹波。
- NC 是并联输出电容器的数量。
- fSW 为开关频率。
在本设计示例中，为 C3 选择了单个 220μF 输出电容器。计算出的 RMS 纹波电流为 143mA，所需的最大 ESR 为 40mΩ。满足这些要求的电容器是 Sanyo Poscap 10TPB220M，其额定值为 10V，最大 ESR 为 40mΩ，额定纹波电流为 3A。也可使用一个额外的 0.1μF 小型陶瓷旁路电容器，但未包括在本设计中。
还必须考虑输出电容器的最小 ESR。为了获得良好的相位裕度，当 ESR 处于最小值时，ESR 零点不能远高于 24kHz 和 54kHz 的内部补偿极点。
所选输出电容器的额定电压也必须大于所需的输出电压加上纹波电压的一半。还必须包括任何降额量。输出电容器中的最大 RMS 纹波电流计算公式如下：方程式 11
其中
- NC 是并联输出电容器的数量。
- fSW 为开关频率。
其他电容器类型也可以与 TPS5430 一起使用，具体取决于应用的需求。