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[参考译文] TPS546C23：单个输出电容的输出纹波电流计算

admin
Guru**** 2390755 points


请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/949625/tps546c23-output-ripple-current-of-individual-output-cap-calculation

器件型号：TPS546C23

大家好、

我的客户询问如何计算 单个输出电容器的纹波电流。 例如，它们使用2*47uF 陶瓷电容器和2*470uF/2.5m Ω MLCC。 电感器电流为600kHz、峰间电流为15A。 他们希望知道单个 MLCC 中的 RMS 电流是多少、以便提前知道该电容器的寿命。

对此有什么想法或考虑？

非常感谢！

－文豪

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    TI__Guru**** 2390755 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

     

    输出电容器中的纹波电流将在输出电容器之间按其在开关频率下的阻抗反比进行分频。

    检查600kHz 时的电容器阻抗  

    470uF/2.5m Ω 具有0.564m Ω(电容)和2.5m Ω(电阻)、总阻抗约为3m Ω

    47uF/2m Ω 具有5.64m Ω(电容)和2m Ω(电阻)、总阻抗约为7.64m Ω。

    470uF 电容器承载的电流将是47uF 电容器的2.54倍。  这会将71.6%的纹波电流施加到470uF 电容器或5.37A 峰峰值电流上。

    三角波形中的 RMS 电流为1/(2 x sqrt (3) ) x pk-pk，因此470uF 中的 RMS 电流为1.55Arms，47uF 中的 RMS 电流为0.610Arms。  

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    TI__Guru**** 2390755 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    尊敬的 Peter：

    由于电流是三角形、我能否使用傅里叶对其进行分频、计算这些元件可以达到470uF 电容器的程度、然后将它们对流在一起？ 我认为这可能非常复杂、或者我可以使用基本元件、即600kHz 正弦波吗？

    －文豪

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    TI__Guru**** 2390755 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、  

    是的、您可以对非对称三角波形执行傅里叶变换、了解它将随占空比而变化、然后在需要更准确地估算电容器中的 RMS 电流时评估开关频率每个谐波的阻抗分压器、 但是、对于这些估算、如果对470uF 电容器中的电流进行略微过高的估算、通常足够接近估算发热和寿命。

    从 基波以上的谐波上、根据上述 ESR (470uF 为2.5m Ω、47uF 为2m Ω)估算得出的阻抗比、1.2MHz 及更高频率下的阻抗非常相似、 因此、可以合理地估计、470uF 电容器在基频下各承载35%的纹波电流、然后每个谐波承载25%的电流。  这比我在上面所做的稍微精确一点、我假设纹波是600kHz 的正弦波、但误差很小。

    在占空比为50%的三角波形中、基频包含大约90%的能量、因此估算35%的高谐波而不是25%会导致估算误差小于5%、并极大地简化了数学计算。