[参考译文] TPS62933：转换速率超快时的瞬态

您好、Fred、

我不负责为器件提供支持、但可以帮助提供一些快速反馈。

将电容器放置在 LED 侧有助于实现具有快速压摆率的负载瞬态。

在负载瞬态期间、负载电流和电感器电流之间的电流差将导致过冲和下冲。

效果通常有两种方式：

电流差将对输出电容器进行充电或放电、并导致过冲/下冲。 这与慢环路响应更相关。 这是电流差的积分过程、最大的过冲/下冲通常会在负载阶跃结束后发生。

2.电流差将直接导致输出电容 ESR 上的 IR 压降。 这通常在压摆率负载阶跃非常快时发生。 最大的过冲/下冲几乎直接等于 ESR*(IL-ILOAD)。 最大的过冲/下冲通常会在负载阶跃期间发生。

整个公式如下所示。 第一个效应对应于第二个术语、第二个效应对应于第一个术语。

您附加的波形看起来更像具有较大 ESR 效应的第二个效应。

尽管您放置的400uF 电容器可能没有较大的 ESR。 但是、长电缆的寄生电阻可以像大 ESR 一样工作、如下两个图所示：

上面的两个图用于说明电容在 VR (电压稳压器)端和 CPU 端对计算机的影响。 它的原理与本例相同。 当 VR 侧和负载侧之间有一根电阻为 rPath 的长电缆时、rPath 几乎可以视为 VR 侧电容器的 ESR。

因此、这会使影响2变得更糟、最好将更多的电容器放置在负载侧附近、以获得更好的负载瞬态性能、从而避免产生影响。

顺便说一下、负载侧的电容过大且电缆较长、有时会使系统不稳定。 由于长电缆也具有寄生电感、这可能会产生某种第二级 LC 滤波器效应。 您可以尝试一下、然后就会注意到这一点。

谢谢、

Andrew

尊敬的 Andrew：

非常感谢 ，您的信息将对您有所帮助。

1.关于方程式，可以帮助我了解为什么添加400uF E-cap 不会改变第一个术语和第二个术语？

我是说、至少第二个术语应该减少、因为 Co 增加了、对吧？

2.如果 对于 X7R MLCC、我是否应该添加10nF 或10uF 来帮助解决此问题？

因为我听说较小的电容器具有较低的 ESR？

此致、

Fred

您好、Fred、

由这两个项引起的最大过冲/下冲不会同时发生。 我 怀疑第二个术语的影响很小、在这种情况下、瞬态响应过冲主要由第一个术语决定。

2.我认为没有必要。 如果使用 MLCC 作为输出电容器、则 ESR 已经足够小。 使用混合电容器时的 ESR 效应更为复杂。 但通常情况下、效果仍将由具有大 ESR 的大电容器决定、而添加小电容器不会大有帮助。

谢谢、

Andrew

尊敬的 Andrew：

我想我的答案就在这里。

我想澄清一点，在添加400uF E-cap 之前，输出端已经有44uF MLCC，过冲也是如此。

就像我说过的那样，加上400uF 后，结果变化不大，这是否意味着最初的过冲是  由于第二个术语不足？

因为如果是所有 MLCC、第一个术语应该很小。

2.明白了。  因此、我的最佳解决 方案是尽可能添加多个 MLCC 电容器、并远离电容器。

增加第一个和第二个术语。

此致、

Fred

您好、Fred、

在 LED 上添加400uF 陶瓷电容器可能无法 显著改善 负载暂态过冲/下冲、因为转换器和负载之间有一条长电缆。 正如 Andrew 所说 、长电缆的寄生电阻/电感可能像大 ESR/ESL 一样工作。 您需要尽可能缩短该电缆的长度。 另一种尝试方式。 直接在 EVM 的输出电容器上添加动态负载、使用函数发生器来模拟负载瞬态压摆率。 那么您将看到巨大的改进。 板载动态负载原理图如下所示、供您参考。

希望这对您有所帮助

谢谢、

Nancy

您好、Nancy、

我知道在转换器侧添加400uF ECAP 可能没有帮助、

但是、您能否解释一下为什么原始 MLCC 44uF 在转换器点(而不是在负载点)仍然具有较大的过冲、

MLCC 具有较小的 ESR、我谈论的是转换器侧而不是负载侧、因此 不应在转换器侧考虑长电缆效应。

您好、Fred、

由于中国国庆节假期、我们的团队将在本周六之前回复您。

您好、Fred、

您的压摆率非常快1.5A/50ns、即30A/us。 通常、对于负载点、负载瞬态压摆率约为1A/us。  因此、即使在转换器侧、转换器也无法响应如此快速的负载变化、以保持44uF MLCC 的恒定输出电压。 这就是您看到大过冲或下冲的原因。 您可以使用数据表中的公式计算此应用所需的最小输出电容。

TPS62933的应用工程师将在2022年10月8日继续为您提供支持。

希望这对您有所帮助、

谢谢、

Nancy

您好、Nancy、

一个问题紧急、

您可以看到、在红线之间、负载电流尚未改变、

如果目前还没有电流差、为什么已经存在过冲？

您好、Fred、

从两个月到国庆节假期、我们已经走出实验室了。 我的团队将于8月10日之前回复您、感谢您的理解。

您好 Fred

您在哪里捕获了输出和电流？ 您捕获的 Vout 是否靠近 LED 侧？ 负载电流来自 Eload？

BR

Ruby

尊敬的 Ruby：

如果我在 TPS62933的输出端有88uF 的电容，为了使 LED 系统具有更好的瞬态，您是否建议将所有电容都放置在接近 LED 负载或靠近转换器输出的位置？

或者我向两侧均匀地分割？

您好 Fred

建议将电容器放置在靠近 LED 侧的位置、因为您最关心的是 LED 的输入电压。  

希望这对您有所帮助。

BR

Ruby

尊敬的 Ruby：

那么、您是说转换器侧根本没有电容器、是否有副作用？

您好、Fred、

我的同事将在下周一之前给您回复！

BRS

Zixu

您好 Fred

让我在此确认一下、您的意思是总88uF 电容器用于转换器的输出电容器和 LED 的输入电容器？ 我想您会在应用中再添加一个88uF 的电容。 如果是总电容器、请 拆分为两侧。 首先、考虑转换器侧、确保转换器稳定工作。  然后检查 LED 侧、 考虑到电缆的长度、在此处添加一些电容器。 我不能说电容应该均匀地拆分、因为它与长度、负载瞬态性能、稳定性能相关...但在 LED 侧添加更多电容可能有助于此处的负载瞬态性能。

希望这对您有所帮助。

BR

Ruby

尊敬的 Ruby：

 我的意思是总计为88uF。

你会给出一个方向、

如果电缆长度较长、我应该在 LED 侧放置更多电容器吗？