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开关电源静态纹波、静态负载过冲下冲阐发改良-KIA MOS管

信息来历:本站 日期:2022-06-30 

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开关电源静态纹波、静态负载过冲下冲阐发改良-KIA MOS管


静态纹波

经由过程开关电源根基道理能够得悉,电感的电流并非纯直流,而是附加了三角波形状的纹波电流,并且纹波电流经由过程输入电容滤掉。


输入电容并非抱负电容,存在寄生参数,可分化为等效寄生电感(ESL),等效寄生电阻(ESR),电容(C)的串连电路,电感纹波电流流过输入电容时,会在ESL,ESR和C上产生电压纹波。


静态纹波 静态负载 过冲下冲


从以上公式能够看到,输入纹波首要遭到电容寄生ESL,ESR,C的值和电感纹波电流影响。


静态纹波改良办法

想要降落输入纹波,首要便是降落电感纹波电流和电容寄生参数,增大容值,可经由过程以下办法停止优化:


增大感值,能够降落电感纹波电流;

进步开关频次,能够降落电感纹波电流;


静态纹波 静态负载 过冲下冲


增大容值,降落电感纹波电流在电容上充放电产生的纹波;

输入电容改换为ESL/ESR更小的电容,比方MLCC。


静态负载过冲/下冲

在负载产生跳变时(俄然增大或减小),电感电流没法疾速跟从负载变更,会致使能量缺乏或多余,从而呈现下冲/过冲,以下图所示:


负载电流俄然增大,电感电流遭到节制器TON和电流斜率的限定,没法及时知足负载须要,这局部额定的能量须要输入电容端供给,即输入电容放电,输入电压呈现下冲;


负载电流俄然减小,因为电感电流降落斜率小于负载电流降落斜率,致使电感上能量过量,从而对输入电容停止充电,输入电压呈现过冲。


静态纹波 静态负载 过冲下冲


静态呼应改良办法

静态负载时的过冲/下冲,首要是因为电感电流呼应较慢,致使输入电容的充放电构成的,是以要改良过冲/下冲,首要减小电感能量变更或增大电容值来处理:


减小感值,降落电感储能,并且能够增大电感电流变更斜率(这个对静态纹波是相反的,是以电感值不能太小);


进步开关频次,同时能够恰当增大环路带宽,进步节制器的呼应速率,可是须要保障体系不变性,带宽过大会致使不不变;


增大容值,是最间接的降落过冲/下冲的体例,本钱会上升;


输入电容可接纳大电容值固态电容和MLCC混搭的体例,降落各频段的交换阻抗;


对局部节制器,能够接纳增添DC load line的体例,有用降落过冲,比方CPU core电源,以下图所示:


静态纹波 静态负载 过冲下冲


总结

静态纹波和静态负载的过冲/下冲道理有所区分,优化计划也有差别,总结以下:

静态纹波:

增大感值

进步频次

增大容值

接纳MLCC


静态负载:

减小感值

进步频次

增大容值

夹杂范例电容

增添DC load line


电感值对静态纹波和静态呼应的结果是相反的,是以须要折衷;其余办法大局部是两个方面都有改良的。



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