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[参考译文] TPS56C230：低电感值的潜在问题

admin
Guru**** 2535750 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS56C230, TPS568230

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/945899/tps56c230-potential-issue-with-the-low-inductor-value

器件型号：TPS56C230
主题中讨论的其他器件： TPS568230

大家好、

对于工作输入电压为12V、输出电压为3.3V、输出电压为3.47Aout、500kHz 的设计、最小 L 值计算为4.597uH。 我将电感器纹波(I_LPP)设置为 Iout 的30%。  

L =((Vin-Vout)*D)/(FS*I_LPP)  

当我将 L 设置为小于4.597uH 时、我想知道运行是否有任何问题。 例如、我要设计的 LC 输出滤波器为1.8uH 和104uF。 然后、我可以计算出6.384mV 的输出电压纹波、这是相当不错的调节。  

Vout.pp = I_LPP/(8*FS*Cout)

此外、根据我的理解、30%的经验法则是防止器件进入 DCM 并接触 OCP 电平。  由于我可以使用1.8uH 计算 I_LPP 的2.658A 电流、因此在接触 DCM 边界或 OCP 电平方面似乎没有问题。   

I_LPP =((Vin-Vout)*D)/(FS*L)=(12-3.3)*(3.3/12)/(500k*1.8u)= 2.658A

您能否告诉我、与最小 L 计算值(4.597uH)相比、这个低 L 值(1.8uH)是否存在任何潜在问题？

谢谢！

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    TI__Guru**** 2535750 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。

    你(们)好

     较低的 L 值会导致更高的纹波电流、因此电感器和 Cout 中的损耗都更大。 如果您在降低 L 的同时增加 Cout、这将平衡 LC 双极点的位置-这应该是可以的。 降低 L 而不增加 Cout 将导致 LC 双极移出并导致稳定性挑战。 最好使用 WEBENCH 进行设计并运行仿真、以确认所有内容在原型设计之前都是正确的。

    webench.ti.com/power-designer

    此致、

    Gerold

  • 0
    TI__Guru**** 2535750 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。

     

    使用1.8uH 电感器运行 TPS56C230不存在固有问题。

    选择纹波电流为满负载电流的20-30%(典型值25%)的电感器的一般指导是平衡电感和电感器纹波电流、并将 DCM/CCM 边界设置为满负载电流的10-15%(典型值12%)。  选择较低的电感需要考虑以下几个方面：

    1) 1)较低的电感将导致更高的纹波电流、这将增加与开关相关的损耗并降低较轻负载下的效率。

    2) 2)较低的电感将导致更高的纹波电流、从而提高 DCM/CCM 边界处的负载电流。  当纹波电流为2.66A 时、如果负载电流小于1.33A (Icrit = Ilpk-pk / 2)、转换器将进入 DCM。  如果编程为 Eco-Mode、TPS56C230将随着负载电流低于此值而开始降低其开关频率。

    3) 3)临界条件(DCM/CCM 边界)电流越高、所有电流下的开关频率就越低。  由于 Eco-mode DCM 中的开关电流为 fsw = fsw (CCM) x Iout / Icrit、因此较高的 Icrit 将为相同的负载电流生成较低的开关频率。

    4) 4)较低的电感将模拟较低的 ESR 纹波、这将需要更多的输出电容来稳定环路、但是、根据表3、具有前馈电容器的1.5uH 电感器的输出电容范围为66-330uF、因此您的104uF 输出电容完全处于其调节范围内。

    因此、除了在更高的负载电流下进入 DCM 并在大于1.33A 的负载下产生更低的开关频率和更高的纹波之外、1.8uH 电感器和104uF 电容器的组合应适用于 TPS56C230或 TPS568230。

    也就是说、TPS56C230在3.47A 负载电流下的功耗有点过大。  6或8A 转换器可能更适合在较低电流下运行。  您可能需要考虑 TPS568230、它是 TPS56C230的8A 版本

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    TI__Guru**** 2535750 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。

    Gerold、

    我想问更多有关您刚才所说的'LC 双极移出'的信息。 此 DCAP3拓扑中是否有足够的 LC 双极点范围？   在1.8uH 和104uF 的情况下、LC 极点的计算结果约为11kHz。 LC 极点似乎应足够靠近内部纹波生成网络生成的高频率零点。 (虽然我不知道高频率零点的位置) 是否说将 L 值从1.8uH 降低到1.0uH 从而增加 LC 极点位置可能是可以的、但增大 L 值可能会导致稳定性问题？

    谢谢！

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    TI__Guru**** 2535750 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。

    大家好、请注意、不同的 L 将影响 LC 双极点位置、但根据建议表和您的应用、56C230可接受1.8uH/1uH+104uF、这意味着它是稳定的。 但1uH 会导致高纹波电流、您的纹波计算方法为 CCM。 对于 DCM、它将更高。

    此外、正如 Peter 所说、您可以使用568230或566235、因为您当前的请求较低。

    裕昌