ZHCSO99D June   2021  – August 2022 TPS62932 , TPS62933 , TPS62933F , TPS62933O , TPS62933P

PRODUCTION DATA  

  1. 1 特性
  2. 2 应用
  3. 3 说明
  4. 4 修订历史记录
  5. 5 说明（续）
  6. 6 器件比较表
  7. 7 引脚配置和功能
  8. 8 规格
    1. 8.1 绝对最大额定值
    2. 8.2 ESD 等级
    3. 8.3 建议运行条件
    4. 8.4 热性能信息
    5. 8.5 电气特性
    6. 8.6 典型特性
  9. 9 详细说明
    1. 9.1 概述
    2. 9.2 功能方框图
    3. 9.3 特性说明
      1. 9.3.1  固定频率峰值电流模式
      2. 9.3.2  脉冲频率调制
      3. 9.3.3  电压基准
      4. 9.3.4  输出电压设置
      5. 9.3.5  开关频率选择
      6. 9.3.6  启用并调节欠压锁定
      7. 9.3.7  外部软启动和预偏置软启动
      8. 9.3.8  电源正常
      9. 9.3.9  最短导通时间、最短关断时间和频率折返
      10. 9.3.10 扩频频谱
      11. 9.3.11 过压保护
      12. 9.3.12 过流和欠压保护
      13. 9.3.13 热关断保护
    4. 9.4 器件功能模式
      1. 9.4.1 模式概述
      2. 9.4.2 重负载运行
      3. 9.4.3 轻负载运行
      4. 9.4.4 Out-of-Audio 运行模式
      5. 9.4.5 强制连续导通运行模式
      6. 9.4.6 压降运行
      7. 9.4.7 最短导通时间运行
      8. 9.4.8 关断模式
  10. 10应用和实现
    1. 10.1 应用信息
    2. 10.2 典型应用
      1. 10.2.1 设计要求
      2. 10.2.2 详细设计过程
        1. 10.2.2.1  使用 WEBENCH® 工具创建定制设计方案
        2. 10.2.2.2  输出电压电阻器选型
        3. 10.2.2.3  选择开关频率
        4. 10.2.2.4  软启动电容器选型
        5. 10.2.2.5  自举电容器选型
        6. 10.2.2.6  欠压锁定设定点
        7. 10.2.2.7  输出电感器选型
        8. 10.2.2.8  输出电容器选择
        9. 10.2.2.9  输入电容器选择
        10. 10.2.2.10 前馈电容器 CFF 选型
        11. 10.2.2.11 最高环境温度
      3. 10.2.3 应用曲线
    3. 10.3 该做事项和禁止事项
  11. 11电源相关建议
  12. 12布局
    1. 12.1 布局指南
    2. 12.2 布局示例
  13. 13器件和文档支持
    1. 13.1 器件支持
      1. 13.1.1 第三方产品免责声明
      2. 13.1.2 开发支持
        1. 13.1.2.1 使用 WEBENCH® 工具创建定制设计方案
    2. 13.2 接收文档更新通知
    3. 13.3 支持资源
    4. 13.4 商标
    5. 13.5 Electrostatic Discharge Caution
    6. 13.6 术语表
  14. 14机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

10.2.2.8 输出电容器选择

该器件旨在与各种 LC 滤波器配合使用，因此通常需要使用尽可能小的输出电容，来降低成本和减小尺寸。选择输出电容 Cout 时要小心，因为它直接影响以下规格：

  • 稳态输出电压纹波
  • 环路稳定性
  • 负载电流瞬态期间的输出电压过冲和下冲

输出电压纹波基本上由两部分组成。一部分由电感电流纹波经过输出电容的等效串联电阻 (ESR) 造成：

Equation19. GUID-20210219-CA0I-VMRV-RMJK-NQLPNVNBTVV1-low.gif

另一部分是由电感电流纹波对输出电容充放电造成的：

Equation20. GUID-20210219-CA0I-LWXZ-25HR-15VMHXCHQG95-low.gif

其中

  • K 是电感器电流的纹波比 (ΔIL/IOUT_MAX)。

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，则输出电容通常受负载瞬态要求而非输出电压纹波的限制。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新负载水平相等。输出电容必须足够大，才能提供约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。Equation21 展示了指定 VOUT 过冲和下冲所需的最小输出电容。

Equation21. GUID-20210110-CA0I-KM0D-JRKW-9WCFCSFJMDQH-low.gif

其中

  • D 是稳态占空比，等于 VOUT/VIN。
  • ΔVOUT 为输出电压变化。
  • ∆IOUT 是输出电流变化。

此设计示例中，目标输出纹波是 30 mV。假设 ΔVOUT_ESR = ΔVOUT_C = 30mV 并选择 K = 0.4。通过Equation19 可得出不大于 25mΩ 的 ESR，通过Equation20 可得出不大于 10μF 的 COUT。对于此设计的目标过冲和下冲限制，输出电流阶跃为 ΔIOUT = 1.5A 时，ΔVOUT_SHOOT < 5% × VOUT = 250mV。通过Equation21 计算得出，COUT 不大于 25μF。综上所述，输出电容的最严格标准是 25μF。考虑到陶瓷电容器具有直流偏置降额，可以使用一组 1206 外壳尺寸的 2 × 22μF、35V 陶瓷电容器 C3216X5R1V226M160AC 来实现。

可以使用更多的输出电容器来改善负载瞬态响应。陶瓷电容器可以轻松满足最低 ESR 要求。在某些情况下，可以将铝电解电容器与陶瓷并联放置，以建立所需的电容值。当混合使用铝和陶瓷电容器时，请使用陶瓷的最小建议值并根据需要添加铝电解电容器。

表 10-2 给出的建议提供了给定条件下输出电容的典型值和最小值。这些值是有效的数字。如果要使用最小值，则必须在所有预期应用条件下测试该设计，包括输入电压、输出电流和环境温度。此测试必须包括波特图和负载瞬态评估。总输出电容的最大值可以参考采用 SOT583 封装的 TPS62933 热性能应用报告 中的 COUT 选型和 CFF 选型。较大的输出电容值会对转换器的启动行为以及环路稳定性产生不利影响。如果必须使用大于此处注释的值，则必须仔细研究满载启动和环路稳定性。

实际上，输出电容器对瞬态响应和环路相位裕度的影响非常大。负载瞬态测试和波特图是验证任何给定设计的理想方法，必须始终在应用投入生产之前完成。除了所需的输出电容外，放置在输出端的小型陶瓷电容器还可以降低高频噪声。1nF 至 100nF 范围内的小外壳尺寸陶瓷电容器有助于减少由电感器和电路板寄生效应引起的输出尖峰。

表 10-2 展示了推荐的 LC 组合。

表 10-2 TPS62933 的推荐 LC 组合
VOUT(V)fSW (kHz)RTOP (kΩ)RDOWN (kΩ)典型电感 L (μH)典型有效 COUT (μF)最小有效 COUT (μF)
3.350031.310.04.74015
12002.23010
550052.510.06.82010
12003.32010
12500140.010.0121510