ZHCSYP8A July 2025 – September 2025 TPS543021
PRODUCTION DATA
选择输出电容器的容值时，主要考虑三个因素。输出电容器将决定调制器极点、输出电压纹波以及稳压器响应负载电流显著变化的方式。必须按照比上述三项指标更为严苛的标准来选择输出电容。
第一项标准是稳压器针对显著变化的负载电流做出的响应。当稳压器不能为负载供电时，输出电容必须向负载提供电流。如果稳压器存在所需的保持时间，则会发生这种情况。在这种情况下，在断开输入电源后，输出电容器必须在指定的时间内保持输出电压在特定电平以上。如果出现影响负载电流要求的短时间显著提升（例如由空载状态转换至满载状态），稳压器也将暂时无法提供足够的输出电流。稳压器通常需要在不少于四个控制环路时钟周期内观察负载电流和输出电压变化，进而通过调节占空比进行响应。选择输出电容值时应将以下注意事项纳入考量范围：输出电容器在控制环路响应负载变化前需要向负载额外提供电流。输出电容必须足够大，从而填补不少于四个时钟周期内的电流差，同时输出电压仅允许下降可容许值。使用以下公式计算所需的最小输出电容。
其中：
对于本示例，瞬态负载响应指定为 1.5A 负载阶跃时输出电压 VOUT 变化的 5%。因此，ΔIOUT = 1.5A 且 ΔVOUT = 0.25V。使用这些值可得出最小电容为 30μF。该值未将输出电容器 ESR 纳入输出电压变化的考量范围。对于陶瓷电容器，其 ESR 足够小，在计算过程中可以忽略不计。
方程式 12 计算必须符合输出电压纹波规范所需的最小输出电容。在本例中，最大输出电压纹波为 25mV。在该要求下，根据 方程式 12 得到的值为 13.13μF。
其中：
根据 方程式 13 计算最大 ESR 输出电容，其值必须符合输出电压纹波规格。方程式 13 表明 ESR 必须小于 23.8mΩ。在本例中，陶瓷电容器的 ESR 远小于 23.8mΩ。
因老化、温度及直流偏置而产生的附加电容降额必须纳入考量范围，它们会使输出电容的最小值增加。在本示例中，使用了三个 10uF 16V、X7R 的陶瓷电容器。如果总有效电容在 5VOUT 偏置下大于 30uF，则还可以使用两个 22uF 10V、X7R 的陶瓷电容器。电容器一般将纹波电流量限制在其处理电流时不会导致故障或过热的范围内。必须指定一个支持电感纹波电流的输出电容。部分电容数据表指定了最大纹波电流的 RMS 值。使用 方程式 14 可以计算输出电容器必须支持的 RMS 纹波电流。