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[参考译文] TPS7A7001:选择输出陶瓷电容器

Guru**** 2442090 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS7A7001

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/844165/tps7a7001-selection-of-output-ceramic-capacitor

器件型号:TPS7A7001

大家好、

我有一位大客户、需要帮助为输出选择陶瓷电容器。

请参阅下面的内容。

谢谢、

此致、

Joe

来自客户:

将所需的输出电容器 ESR 与 TI TPS7A7001DDA LDO 的实际电容器 ESR 图合并时遇到问题

 

TI 器件需要从30m Ω 到1mil、最大值为1 Ω、具体取决于负载电流(数据表图2)。 由于我们可能有一个或两个这些稳压器、因此我们无法保证始终高于50mA、尤其是在复位和启动期间、因此我查看输出电容器图、发现它需要在零电流时具有30毫欧的 ESR。

 

但是、典型的陶瓷电容器具有 ESR 图、该图根据 频率不是平坦的、因此我应该查看哪个频率以查看我们是否满足所需的规格?

 

我查看了该器件的 TI 评估板原理图、它在输出端显示了一个0805 10U X7R 电容器。 曲线相同、但在大约400Hz 时超过1欧姆、这打破了最大上限要求。 我们对0805电容器的担忧是,由于市场要求我们使用0402或0201电容器,这使得 ESR 更低,更不用说电压偏置效应的实际电容更低,但我对 ESR 图和更感到困惑 如何申请。 我认为0603可能是一个很好的折衷方案。

 

有些 LDO 说,它们是为陶瓷输出电容器设计的,具有0欧姆的下限。 TPS7A7001DDA 是否专为陶瓷输出电容器而设计?

 

我们还有很多10uF 范围内的下游电容器、但它们有一些布线阻抗、如果需要噪声、我们可以添加串联铁氧体、并且可能有助于将过多的额外电容器 ESR 与 LDO 隔离 输出。

 

即使 TPS79630 LDO 的输出 ESR 图在下限也不清楚。 该图在10毫欧时停止。 不确定下面会发生什么情况。

 

出于价格原因、我们选择了 TPS7A7001DDA。 如果有一个更好的部件可以将热量散发出去、我们很乐意考虑它。 例如、我们的电流可能很高、可能是0.5安、具体取决于 WiFi 传输突发。

 

我们是否可以为 TPS7A7001使用陶瓷输出电容器?它的尺寸和值是安全的?

 

  • 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。

    你好 Joe、

    我很乐意提供帮助。  

    等效模型的电容器-尤其是非陶瓷电容器-非常复杂。  电容器的等效模型可在制造商网站上找到、通常涉及某种形式的梯形网络来正确地对阻抗进行建模。  尽管简单的串联 ESR - ESL - C 模型可能是一个很好的近似值、但在一些制造商网站上、即使是 X7R 陶瓷电容器也被建模为阶梯网络。  TI 数据表给出了有关您的设计是否稳定的良好初步估算、而此指南足以评估大多数设计的稳定性。  对于涉及更复杂负载的设计、我建议客户使用制造商电容器模型构建其负载的模型、以评估其与稳定性标准的接近程度。  让我解释一下。  

    必须注意的是、这些建议是为了实现稳定性。  因此、关注的频率是内部环路增益过零的地方、即组件的内部带宽。  影响带宽的因素有很多、因此涉及一定范围的频率。  首先、我们可以说、非常低的频率不是问题、而非常高的频率也不是问题、因为器件的带宽在中间的某个位置。

    对于 TPS7A7001、数据表指定不使用前馈电容器时的电容为4.7uF 至47uF、使用前馈电容器时的电容为47uF 至200uF、作为稳定性范围。  如图1和2所示、大多数负载的 ESR 范围为1m Ω(陶瓷或聚合物型电容器)到1 Ω(电解电容器)、介于(钽电容器)之间。  该负载包括设定点电阻器、因此这可能有助于您的客户、因为空载确实是"0安培"。  

    获得这些信息后、您可以绘制复数负载在整个频率范围内的等效阻抗、并检查其是否超出稳定性范围。  下面提供了不同 LDO 的示例仿真、但使用了相同的概念。  上部阻抗由绿线决定、而下部阻抗为红线。  蓝色线是电解电容器和陶瓷电容器并联组合的阻抗、使用制造商电容器模型。  在高端、蓝线高于绿线、但由于频率极高-远高于器件的带宽-我知道该器件在该负载下是稳定的。  这样、您的客户就可以根据 TI 数据表评估其复杂负载。

    谢谢、

    斯蒂芬

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    Joe、您好!

    作为参考、这里是 TPS7A7001限值和两个电容器的阻抗曲线。
    第一幅图显示了使用制造商在线工具模型的0805、10V、X7R、陶瓷10uF 电容器。
    第二幅图显示了制造商在线工具提供的整个频率范围内的0805、X5R、陶瓷10uF 电容器阻抗。
    X5R 中不存在一个模型、但是这个图仍然有价值可供审阅。

    第一幅图是稳定的、因为蓝线在 LDO 带宽内的限制范围内。

    第二幅图在第一幅图的限制下通过目视检查而保持稳定。
    因此、EVM 应保持稳定、至少在室温下、也就是在室温下仿真该数据的地方。

    谢谢、

    斯蒂芬

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    尊敬的 Stephen:

    感谢您的快速响应。

    如果我理解正确、绿线和红线是 可以连接到 LDO 并保持稳定性的最大和最小复杂阻抗。 您可以使用数据表中规定的最小/最大电容和 ESR 来确定这些线路。

    对吧?

    谢谢、

    此致、

    Joe

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    Joe、您好!

    这正是我所做的。
    如果我是客户、我会为我的负载收集模型并重复此练习。
    我将包括温度范围内的容差以及客户认为适当的任何其他因素。

    任何现代 SPICE 仿真器都可以在模型构建后不到1秒内完成此分析。

    谢谢、

    斯蒂芬