ZHCAAM3B July 2018 – August 2021 TPS560430
根据输出纹波和环路响应,设计输出电容器。输出电压纹波由两部分组成:一部分是电感电流纹波流过输出电容器的 ESR 所导致的,见Equation19;另一部分是由电感电流纹波对输出电容器充放电造成的,见Equation20。目标输出纹波为 30mV,因此 ΔVO_ESR < 30mV 且 ΔVO_C < 30mV,进而 RESR < 125mΩ 且 CO > 0.91μF。
可通过Equation13 计算最大 ESR 值,从而得到合理的交叉频率和足够的相位裕度。若假设目标交叉频率 fc 约为 20kHz,则结果为 RESR ≪ 612mΩ。建议采用 3 倍裕度,结果为 RESR < 204mΩ。
输出电容器值决定内部补偿式 PCM 降压转换器的环路响应,如Equation15 和Equation16 所示。使用 TPS560430 内部参数,计算公式为Equation21 和Equation22。目标 fc 约为 20kHz,所以 CO 约为 15μF。考虑到降额,使用 ESR 为 4mΩ 的 22μF、16V 陶瓷电容器。降额后,电容为 13μF:CO = 13μF,RESR = 4mΩ。交叉频率为 fc = 23.4kHz,在 VIN = 12V、IO = 0.6A 时,相位裕度计算值为 64.2°。该公式还表明,当 VIN 和 IO 最小时,相位裕度最差;而在 VIN = 7V、IO = 0.1A 时,计算结果为 59.2°,符合设计规格。