采用TI的串联电容降压转换器进行设计：输入和输出电容选择

大家好！ 欢迎参加 TI 关于串联电容器降压 转换器的培训。 我是 TI 的直流解决方案团队系统工程师 Pradeep Shenoy。 在这一集中，我们将介绍输入和输出 电容器选择。 输入电容器选择与常规降压 转换器选择几乎是相同的。 您可将输入电容器建模为去耦电容器， 主要用于 连接输入电源 和转换器。 转换器的功能是从输入电容器中 提取电流脉冲。 幻灯片右侧显示了一个简单的方程式， 用于根据满负载和最低输入电压 条件下的预期稳态纹波 来计算所需电容。 此方程式不考虑 执行大型负载瞬态时或类似情况下 发生的偏差。 因为许多输入电压变化 都是基于您拥有的总线 电容类型和降压 转换器类型。 同样重要的是，检查通过电容的 输入中预期的升温。 通过使用右下方的方程式， 您可以估计 该电容中的纹波。 然后在电容器数据表中 查找导致该纹波的温度升高类型。 输出电容器选择也非常重要。 选择输出电容时，您需要考虑 许多因素，因为它不仅 会影响稳态电压纹波， 还会影响闭环带宽、负载瞬态性能 和转换器的 输出阻抗。 如右图所示， 其中显示使用两种不同 输出电容值可以实现的闭环带宽。 一个是 91 微法拉的输出电容，一个是 138 微法拉的 输出电容。 您可以看到，这两者都可实现 200-300 kHz 的超高带宽 及高相补角。 但这里的关键点是，当您添加额外的电容时， 交叉频率往往会下降，这是因为您的 LC 极点 处于较低频率。 在左下方，您可以看见 实现一定量的稳态纹波 所需的条件。 如您所见，那是非常小的 输出电容，仅为大约 2 微法拉。 通常，转换器并不是基于 稳态纹波而设计的。 您通常想要关注的是 负载瞬态将如何影响您的输出 电容器选择。 它们才是真正影响您需要的方面。 最简单的方法是，观察 负载升压或负载降压 期间发生的情况。 然后选择将基本满足最差 情形要求的电容值。 因此，对于此处显示的这些示例， 在负载降压时，将数字带入方程式， 您将得到 66 微法拉。 或者，在负载升压期间，您需要 106 微法拉。 所以，您可能会从这两个值中挑选 更保守的值。 基本上而言，这很重要的原因是， 在负载升压或降压期间， 您的输出电容器必须为负载提供能源。 同时它还必须弥补电感器电流与 输出电流之间的任何差异。 本集到此结束。 有关 TI 串联电容器降压转换器的更多培训， 请访问ti.com/seriescap。