[参考译文] BQ25856-Q1：电源无源器件建议值的含义

您好、Nicolas、

像您提到的那样、最小电容来自电压纹波和输入电流纹波。 具有低 ESR 的陶瓷电容器可处理输入电压纹波、因此大容量电容器可以处理电流纹波。 我们需要的是输入电流纹波的最坏情况、如数据表的第8.2.1.2.5节所述。 10uF 的影响将会对输入产生较大的纹波、从而影响电路的其余部分、尤其是输出。 在此处提供了有关选择电容器的更多信息：

• PTHxxxxx.pdf

电感值主要来自开关频率。 如果电感器未与可接受的开关频率配对、电流纹波将会更高、并在输出端产生更大的纹波。 我们在数据表的第8.2.1.2.4节中提供了公式来帮助您选择此值。

我认为22 μ H 和10 μ F 与该器件不兼容。 如果我能进一步澄清问题、请告诉我。

此致、
Michael

您好、Michael：

感谢您的及时答复。  

AFAIK 输入电流纹波与输入电容几乎没有关系。  如果您将自己限制为电解电容器、会出现这种情况、但我的情况并非如此。

MLCC 的电流额定值很大、因此非常容易满足电流纹波要求。 我的电容要求计算如下：

	##input capacitor calculation
	dv_req_vin = 2;

	duty = dutyBuck(max(vin), min(vbat))%closest to 0.5 is the worst case
	Ci = iout * duty .* (1 - duty) ./ (fsw * dv_req_vin)
	irms_ci = iout * sqrt(duty * (1 - duty))

这会导致 Ci 为5.4uF、IRMS 额定值为4.86A。 通过 MLCC 可满足这两项要求。 我进行了检查、这与建议的 AN 中使用的公式相同。

我查看了您分享的文档、特别是有关输入电容器尺寸的章节。 它过度约束了设计。 例如、它表明瞬态需要大容量电容器、但只有在负载瞬态比输入的反应速度快时才会发生这种情况、这在某些情况下并不现实。 我不想继续讨论这一主题、但举例来说、它指出"只有陶瓷才具有降低纹波电压幅度所需的极低 ESR "、我甚至不明白这是什么意思、MLCC 最初将大部分电流流经 MLCC 和电解电容器之间的分流器、但这是因为 ESL。 我以为这是一个拼写错误、但后来又重复了一遍。 无论如何、我认为本文档不是一个很好的信息来源。

在任何情况下、我的问题都在于无源器件的值如何影响控制器本身、根据我的理解、这是数据表中应该提供的唯一信息、使系统级影响与控制器无关、由设计人员决定是否存在问题。

非常感谢、我希望我的评论不被视为意味着什么。 我认为是波加丁谁说的人是错误的,直到证明是正确的。

您好、Nicolas、

今天、我与团队一起讨论了这部分内容。 正确、您的值应适用于纹波条件、但这不是数据表中的唯一考虑因素。 80uF 来自稳定性问题和转换器反馈环路。 该器件具有 多个用例、因此反馈环路需要考虑很多因素。  最小和最大电容范围适用于由仿真和基准测试确定的补偿环路。

此致、
Michael

您好、Michael：

当电源从充电器流向电池时、输入电容器(即充电器侧的电容器)对系统稳定性几乎没有影响。 在考虑 米德尔布鲁克稳定性标准时、这很重要、但我认为这不是我们正在讨论的问题。

在数据表的"8.2.1.2.9转换器快速瞬态响应"部分中、研究了功率流反向的转换器的稳定性。 建议使用80 μ F 电容。 那么、80uF 以及电感限制要求是否仅与反向功率流相关？

如果未使用反向功率流模式、是否有任何 C 和 L 要求？

此致

您好、Nicolas、

在数据表的第8.2.1.2.9节中、 数据表建议的转换器稳定性为80uF。 此处列出的稳定性也建议用于正向模式运行。 电感和电容限值与正向和反向功率流有关。

不使用反向功率流模式时、没有不同的 C 或 L 要求。 如前所述、该器件有许多用例、数据表必须考虑所有这些用例。 我们要确保对多个内部环路进行正确补偿。  

与所有工程相关的内容一样、这里也有权衡和假设。 我们的数据表 必须 考虑所有典型应用、才能实现可靠的设计。 您可以在我们的数据表做出的假设之外围绕我们的器件设计一个系统、并选择超出我们建议范围的值、但您将面临器件交易稳定性的风险。  我们对数据表中给出的建议 充满信心、但我们欢迎您根据自己的独特要求验证您自己的设计、以确保您完成功能性设计。

此致、
Michael

您好、Michael。

数据表中指出："该器件集成了所有环路补偿功能、因此可提供易于使用的高密度解决方案。" 请注意、如果集成环路补偿要求设计人员包含一个80 μ F 的大电容器、那么高密度参数是无效的、这可能不是太大的面积、但在很大的高度上。 在60V 的 MLCC 电压下实现这种电容来降低高度、不仅需要很大的面积、而且成本也非常显著。 此外、电解电容器通常是可靠性问题。

将大电容组连接到电池时、是否有建议的浪涌限制策略？

您是否可以使用我建议的无源器件来测试评估模块？

Ci = 15uF、Co = 18uF、L = 22uH

VBAT = 40V 至58.8V

Ibat = 0.2A 至10A

Vin = 48V

我知道 TI 的设计团队非常出色、您对设计的系统影响进行了大量思考、因此您能解释一下为什么从系统角度需要如此大的电容器(特别是不再讨论该 IC)吗？

此致

您好、Nicolas、

我们没有能力在您的条件下进行测试。 如果您想订购 EVM 并自行测试这些条件、我将提供该评估模块的链接、但我们不保证器件在 数据表中建议的工作条件之外正常运行。

• BQ25856EVM 评估板|德州仪器 TI.com

关于浪涌限制、我们提供了负载开关、可使电流缓慢斜升、但我不知道这些器件的电流限制是否适合您的输入条件。

• http://www.ti.com/loadswitches

此外、本应用手册还有使用分立式 MOSFET 的另一种替代方案、然后将该方法与使用集成负载开关解决方案进行了比较：

• 集成负载开关与分立式 MOSFET (修订版 A)

关于您对大电容的疑问、我相信您谈论的是充电器 IC 输入端的电容。 我们需要在输入端使用电容来实现稳定性。 有几个特定于输入的控制环路。 我们会向需要控制环路的器件添加动态电源管理(IINDPM、VINDPM)等功能、并预计输入电源线上会有寄生电感。 最小电容将使器件在这些类型的条件下保持稳定。

此致、
Michael

您好、Michael：

但是、如果不使用这些模式、则不需要大电容？ 则转换器将无法双向工作？

此外、您能否建议使用不需要大输入/输出电容的替代电池充电器 IC？ 我正在寻找一个降压/升压控制器。 我可以添加一个外部驱动器、

我已经检查了 BQ25856QWRRVRQ1、 BQ25751、 BQ25750、 BQ25756、但所有这些都需要大型 Cs。