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[参考译文] TPSM53602：输入和输出电容要求

admin
Guru**** 2390755 points
Other Parts Discussed in Thread: TPSM53602, TPSM53604, TPSM33625, TLVM23625

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/1365013/tpsm53602-input-and-output-capacitance-requirement

器件型号：TPSM53602
主题中讨论的其他器件： TPSM53604、 TPSM33625、 TLVM23625

您好！

我计划使用 TPSM53602RDAR。 此数据表明确指出了对输入和输出电容、作为输出电压函数的输出电容和输入电容20uF 陶瓷的要求。

  1. 设置输出电容要求时、应考虑哪些限制？ 42uF 是相当大的、并且像该器件这样在高频率开关的主要优势之一是能够减少无源器件的数量。  
  2. 设置输入电容要求时、应考虑哪些限制？ 20uF 是相当大的、并且像该器件这样在高频开关的一个主要优势是能够节省无源器件。此外、在8.2典型电路中、使用了2个10uF 50V 电容器、不难找到在24V 下具有80%偏置降额的电容器、因此我想知道是否要考虑20uF 的要求。 通常、降压转换器中的 Cin 是通过限制最大输入电压变化来设置的、而通过了解 Fsw、可以计算出 I 和 C。 我还在 Webench 进行了设计、建议在直流偏置降额11uF 后使用总输入电容。

谢谢。此致、

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    TI__Guru**** 2390755 points
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    您好、Nicolas、

    TPSM53602的 EVM 在降额前仅使用2 * 10uF 的电容、这对于您的应用来说应该是合适的。 此外、COUT 为44uF、但它专为最大输出电压+最高电流的最坏情况而设计。 您或许能够以更少的成本摆脱困境。

    TPSM53602是 TPSM53604的不同电流修整设计、该设计还需要20uF 的电容、但也支持4A 输出电流。 我们受到了为该临界情况应用选择的电感器的限制(输入电流为4A 36V)。 您可能需要较低的输入电容、(TPSM33625只需要4.7uF + 0.1uF 的输入 C、而使用2 * 22uF 的 COUT)。

    此外、TPSM33625/TLVM23625可能更适合您的设计、因为这些器件通常不需要太多电容、并且您可以将 Fsw 设置为2.2MHz。 不过、它们的效率略低于 TPSM53602。

    谢谢。

    安德鲁

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    TI__Guru**** 2390755 points
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    Andrew、您好、感谢您的答复。 恐怕我需要更多信息来处理我的设计。

    由于不同元件的降额会不同、因此在降额之前指示电容不太准确。 您能否确认输入电容可以在通用降压转换器中计算、方法是根据电容器提供的电流设置电压骤降变化、即 Q = C * V； C = Q / V。Q 是电流 wrt 时间的积分、即输入电容器提供的斜波电流和时间、是高侧 MOSFET 导通的时间、然后用于计算 Cin = INPUT_CURRENT * TSW * DUTY / Delta_Vin。

    关于 Cout、输出电压纹波为：DeltaVout = DeltaiL * TSW /(8 * Cout)

    那么我不知道它是如何依赖于输出电流和电压... 它是否与法规有关？ 设计人员能够选择折衷方案的表达式会更好。

    谢谢。此致、

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    TI__Guru**** 2390755 points
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    您好、Nicolas、

    由于您已经为您选择了电感器和 MOSFET、因此模块在设计自由性方面稍微刚性一点。 没有那么多的自由,因为你认为有。 对于这些器件、我们希望它们尽可能简单、这就是我们提供包含已填充值的图表的原因。

    如果2个10uF 的电容器的额定电压是所用电压的两倍、则此特定设计可实现最佳效果。 如果他们像 WebBench 中所示那样稍微降额一点就可以了。

    如果您不确定因降额不同而想要使用哪些电容器、此处提供的列表可帮助您选择元件：

    需要考虑的另一点是、此设计利用对称性、因此电流 Cin 产生到 TPSM53602的磁场以及从 TPSM53602 到 COUT 的电流部分抵消、以获得更好的辐射 EMI。

    如果您想尝试针对您的设计优化 COUT、我强烈建议订购 EVM 并尝试使用这些值来使其正常工作。

    https://www.ti.com/tool/TPSM53602EVM

    谢谢。

    安德鲁

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    TI__Guru**** 2390755 points
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    Andrew、您好！

    电感/MOSFET 是如何影响输入电容器的？ 当然、当高侧开关导通时、输入电容器电流将等于电感器电流、但在选择输入电容时、您仍然可以自由选择输入电压纹波、因此为什么"因此、没有您认为的自由度那么大。"...？

    输入电容器和输出电容器中的电流波形不相等(方波与三角波)、因此不会消除磁场...

    我知道此产品旨在为客户简化设计过程、但如果能够解释选择 Cin 和 Cout 的限制条件、让使用此系统的集成商在受限程度较低的配置中使用此系统、那将非常好。

    此致

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    TI__Guru**** 2390755 points
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    您好、Nicolas、

    除非在 COUT 上放置了一组电容器、否则该器件的设计方式会导致相位裕度较差。 如果您尝试在 WebBench 上使用不足的 COUT 来模拟负载瞬态、则可以看到此情况。 我理解您对为何没有计算器感到沮丧、但这只是该设备的工作方式。 如果您使用此器件、我强烈建议使用推荐值。

    我向您提供的最佳建议是、如果您想查看系统条件下所选电容器配置出现的情况、我建议您使用 WebBench 或 PSPICE 仿真电路。

    在 WebBench 中、您可在如下所示的菜单中选择电容器值。

    关于输入输出电容器的对称放置、X 轴是对称的。 当您尝试最大程度地降低 EMI 时、每个位都会有所帮助。

    谢谢。

    安德鲁