ZHCAA82B April 2017 – April 2021 CSD95490Q5MC , TPS40140 , TPS40322 , TPS40422 , TPS40425 , TPS40428 , TPS51631 , TPS53622 , TPS53631 , TPS53632 , TPS53641 , TPS53647 , TPS53659 , TPS53661 , TPS53667 , TPS53679 , TPS53681
在设计中添加额外的相位会降低流经去耦电容器的 RMS 输入电流,从而降低输入电压 VIN 上的纹波。这样一来,只需较少的电容器即可将 VIN 纹波保持在规格要求内。由于存在等效串联电阻 (ESR),电容器内部的自热效应也减小了。
图 3-1 显示了与单相设计(虚线)相比,两相降压的输入电流波形。由于添加了第二相,较低的 RMS 和峰值电流不仅降低了输入电容 CIN,而且对每相的上部 MOSFET 提供了较小的应力。
其中
Equation1可使用 中的公式计算调节器的标准化 RMS 输入电流。图 3-2将此公式绘制为占空比和相位数的函数,可得出 中的曲线。这些图表显示,较高的相位计数可以将输入电容器必须处理的电流量减少 50% 或更多,具体取决于占空比。
图 3-2在 中图形上的几个点处,输入 RMS 电流降至零,因为每个相位的单个纹波电流彼此抵消。虽然在数学上可以将设计的相数和占空比设置为在零电流点运行,并完全避开输入电容器,但实际上这是无法实现的。噪声、线路瞬变、负载瞬变和占空比的自然变化使得现实条件下不存在无法实现的输入电流纹波。对于 4+ 相位设计,相位之间的间隔可以达到几英寸,从而使 PCB 电感减少纹波消除的影响,因此必须始终使用电容器。