[参考译文] LMR23610：输入电容器特性导致的浪涌电流？

您好、Edthan、

随附了原理图(PNG)、BOM (CSV 格式)和 Webench 仿真测量(CSV)。

Carl

CSV BOM 似乎没有正确上传。 请参阅纯文本：我使用了除 CFF 前馈电容器之外的器件制造商和推荐的器件型号 Webench。 对于 CFF I、使用了 AVX 04023A221JAT2A、220PF 25V 5% C0G 0402、其值和规格与 Samsung CAP Webench 建议的值和规格相同。

器件 制造商 器件型号 数量 价格($) 封装(mm²) 描述
CFF Samsung Electro-Mechanics CL05C221JA5NNNC 1 0.01 3 电容：220pF 总降额电容：220pF VDC：25V ESR：0？  封装：0402  
      
Cin TDK C3225X7R1H106M250AC 2 0.5 14.7 电容：µF µF μ F 总降额电容：6.7 μ F VDC：50V ESR：1m？  封装：1210  
      
COUT Panasonic 6TPE150MAPB 1 0.5 17.1 电容：150 µF 总降额电容：150 µF VDC：6.3V ESR：25 m？  封装：3528-20  
      
U1 德州仪器 LMR23610ADDAR 1 1.3 55.2  
      
Cvcc Kemet C0603C225K8PACTU 1 0.04 4.68 电容：2.2 µF μ F 总降额电容：2.2 µF μ F VDC：10V ESR：1m？  封装：0603  
      
L1 Bourns SRN6045-150m 1 0.2 64 L：15 µH DCR：95.8m？  IDC：1.9A  
      
Cboot Murata GRM155R71C104KA88D 1 0.01 3 电容：100nF 总降额电容：100nF VDC：16V ESR：1m？  封装：0402  
      
Rfbb Vishay-Dale CRCW040222K1FKED 1 0.01 3 电阻：22.1k？  容差：1.0% 功耗：63mW  
      
Rfbt Vishay-Dale CRCW040253K6FKED 1 0.01 3 电阻：53.6k？  容差：1.0% 功耗：63mW  

以下是 Webench 为该设计提供的工作值。 再次抱歉、CSV 文件似乎无法正确上载。

名称 值 类别 描述
相位变化 116.28° 系统信息 波特图相位裕度
交叉频率 54 kHz 系统信息 波特图交叉频率
   频率为1Hz 时、低频率增益为77.22dB 系统信息增益
增益幅度 -24.76dB 系统信息 波特图增益裕度
VOUT 3.4V 系统信息 工作输出电压
Cin IRMS 392.71mA 电容器 输入电容器 RMS 纹波电流
Cin µW 77.11 μ F 电容器 输入电容器功率耗散
COUT IRMS 141.24mA 电容器 输出电容器 RMS 纹波电流
COUT µW 498.74 μ F 电容器 输出电容器功率耗散
占空比 18.46% 系统信息 占空比
效率 88.90% 系统信息 稳态效率
频率 400kHz 系统信息 开关频率
IC Tj 55.84°C IC 结温
L IPP 489.28mA 电感 器峰峰值电感器纹波电流
L PD 97.71mW 电感 器电感器功率耗散
IC PD 324.37mW IC 功率耗散
PoUT 3.4W 系统信息 总输出功率
IIN 平均 191.14mA IC 平均输入电流
模式 CCM 系统信息 导通模式
VOUT p-p 12.23mV 系统信息 峰间输出纹波电压
ICThetaJA 有效 值为18°C/W IC 有效结至环境热阻
IC IQ PD 2.7 µW μ A IC IQ PD
总 PD 422.8mW 功率 总功率耗散
封装 182 mm² 系统信息 BOM 组件的总占用面积
VIN 20V 系统信息 Vin 操作点
输出电流 1：00 AM 系统信息 输出电流操作点
Cin PD 77.11 µW 功率 输入电容器功率耗散
COUT µW 498.74 μ F 功率 输出电容器功率耗散
L PD 97.71mW 功率 电感器功率耗散
IC PD 324.37mW 功率 IC 功率耗散
VOUT 实际 值3.43V 系统信息 VOUT 实际值根据所选分压电阻计算得出
VOUT 容差 3.46% 系统信息 基于 IC 容差(空载)和分压电阻器(如果适用)的 VOUT 容差
总 BOM 3.08美元 系统信息 总 BOM 成本
BOM 数目 10 系统信息 总设计 BOM 数目

Edthan、

在这个电路中的每个地方、我都使用了一个陶瓷电容器、这是一个 X7R 特性。 您是否建议将 Cout 更改为88uF 或66uF 的陶瓷电容、或继续使用钽电容、但将值更改为88或66？

谢谢

Carl

您好、Carl、

您可以减小尺寸以观察浪涌电流的任何变化。 通常、我们建议使用陶瓷电容器来降低 ESR (降低 Vout 纹波)。

此致、

Ethan

我用47uF/6.3V 钽电容器(我手头有的)替换了输出电容器、一个150uF/6.3V 钽电容器。 3.4V 电源上的噪声和纹波增加了、但浪涌电流没有减少。

您好、Carl、

然后、请尝试使用陶瓷电容器。 是否有负载已连接到直流转换器？

此致、

Ethan

您好、Edthan、

在此提醒一下、这个问题是一个高浪涌问题(流入整个电路的主输入端的电流)。 我测量的电流超过15A、持续时间为几微秒。 这是一个良好的工作设计、我在其中添加了 LMR23610。 修订后的设计显示了这种高浪涌电流。 相比之下、在添加 LMR23610之前、浪涌峰值约为2A。 该电路具有多个稳压器。 它还使用可将12V 降至3.3V 的 LM2734。

我尝试了一些更改：

1.3.4V 稳压器 Cout、从150uF 钽电容器更改为47uF 钽电容器->浪涌电流没有显著变化  

2.已断开3.4V 稳压器输出与其负载的连接(3.4稳压器输出现在为空载状态)-->输入端的浪涌电流看起来相同。

3.4V 稳压器的 Cin 是两个并联的10uF 陶瓷电容器、物理上靠近稳压器。 我移除了其中一个电容器-->浪涌大致相同。

4.通过将 EN 引脚接至 GND 来禁用3.3V 稳压器的输出-->不减少浪涌。

5.通过将 EN 引脚接至 GND 来禁用3.4V 稳压器的输出-->可能会轻微降低浪涌电流(但未进行彻底测试)

接下来、我可以断开 LMR23610的电源输入。 你怎么看？

谢谢

Carl

您好、Carl、

这将是一个很好的下一步。 您是否按照我的建议尝试过 LMR23610的陶瓷输出电容器？

此致、

Ethan