ZHCSXS4B January 2025 – December 2025 TPS542021 , TPS542025
PRODUCTION DATA
選擇輸出電容器的容值時，主要考慮三個因素。輸出電容器將決定調制器極點、輸出電壓紋波以及穩(wěn)壓器響應負載電流顯著變化的方式。必須按照比上述三項指標更為嚴苛的標準來選擇輸出電容。
第一項標準是穩(wěn)壓器針對顯著變化的負載電流做出的響應。當穩(wěn)壓器不能為負載供電時，輸出電容必須向負載提供電流。如果穩(wěn)壓器存在所需的保持時間，則會發(fā)生這種情況。在這種情況下，在斷開輸入電源后，輸出電容器必須在指定的時間內保持輸出電壓在特定電平以上。如果出現(xiàn)影響負載電流要求的短時間顯著提升（例如由空載狀態(tài)轉換至滿載狀態(tài)），穩(wěn)壓器也將暫時無法提供足夠的輸出電流。穩(wěn)壓器通常需要在不少于兩個控制環(huán)路時鐘周期內觀察負載電流和輸出電壓變化，進而通過調節(jié)占空比進行響應。選擇輸出電容值時應將以下注意事項納入考量范圍：輸出電容器在控制環(huán)路響應負載變化前需要向負載額外提供電流。輸出電容必須足夠大，從而填補兩個時鐘周期內的電流差，同時輸出電壓僅允許下降可容許值。使用以下公式計算所需的最小輸出電容。
其中：
對于本示例，瞬態(tài)負載響應指定為 1.5A 負載階躍時輸出電壓 VOUT 變化的 5%。對于本示例，ΔIOUT = 1.5A 而 ΔVOUT = 0.05 × 5 = 0.25V。使用這些值可得出最小電容為 24μF。該值未將輸出電容器 ESR 納入輸出電壓變化的考量范圍。對于陶瓷電容器，其 ESR 通常足夠小，在計算過程中可以忽略不計。
方程式 12 計算必須符合輸出電壓紋波規(guī)范所需的最小輸出電容。在本例中，最大輸出電壓紋波為 30mV。在該要求下，根據(jù) 方程式 12 得到的值為 4.56μF。
其中：
根據(jù) 方程式 13 計算最大 ESR 輸出電容，其值必須符合輸出電壓紋波規(guī)格。方程式 13 表明 ESR 必須小于 54.8mΩ。在本例中，陶瓷電容器的 ESR 遠小于 54.8mΩ。
輸出電容器會影響交叉頻率 ?o?？紤]到環(huán)路穩(wěn)定性和內部寄生參數(shù)的影響，請選擇小于 40kHz 的交叉頻率，而不考慮前饋電容器?？梢愿鶕?jù)方程式 14 簡單估算沒有前饋電容器 C6 時的交叉頻率（假設 COUT 的 ESR 很?。?。
因老化、溫度及直流偏置而產生的附加電容降額必須納入考量范圍，它們會使輸出電容的最小值增加。在此示例中，使用了兩個 22uF 25V、X7R 型號的陶瓷電容器。電容器一般將紋波電流量限制在其處理電流時不會導致故障或過熱的范圍內。必須指定一個支持電感紋波電流的輸出電容。部分電容數(shù)據(jù)表指定了最大紋波電流的 RMS 值。使用 方程式 15 可以計算輸出電容器必須支持的 RMS 紋波電流。對于此應用，方程式 15 為每個電容器得出的值是 79mA。