DC-DC轉(zhuǎn)換器的電源轉(zhuǎn)換效率和功率電感性能的解決方案

　　輸出電容

　　免除輸出電容可節(jié)省成本及板載面積。對輸出電容選擇的基本因素是基于紋波電流、紋波電壓以及回路穩(wěn)定性的考慮。

　　輸出電容的等效串聯(lián)電阻(ESR)以及電感值直接影響到輸出的紋波電壓。輸出紋波電壓可基于電感的紋波電流(ΔIL)及輸出電容的等效串聯(lián)電阻(ESR)輕松估算得出。

　　因此，應(yīng)選擇等效串聯(lián)電阻盡可能低的電容。例如，X5R/X7R 工藝制造的4.7μF ~10μF電容標(biāo)示的等效串聯(lián)電阻值在10 mΩ范圍內(nèi)。更小的電容可適用于小負(fù)載(或是應(yīng)用于對紋波不敏感的應(yīng)用)。

　　德州儀器控制回路的架構(gòu)允許用戶自行選定輸出電容并對控制回路進(jìn)行補償以優(yōu)化瞬態(tài)響應(yīng)及回路穩(wěn)定性。當(dāng)然，內(nèi)置的補償在規(guī)定工作狀態(tài)下可實現(xiàn)最優(yōu)化的運作，并且該補償對輸出電容特性極為敏感。

　　TPS6220x系列步降轉(zhuǎn)換器具有內(nèi)置的環(huán)路補償。外部的L-C濾波器的選定需要配合內(nèi)置的補償，對于此類器件，內(nèi)置補償針對LC濾波器(采用了10μH電感及10μF輸出電容)16kHz的轉(zhuǎn)降頻率(corner frequency)做了優(yōu)化。根據(jù)經(jīng)驗的公式，在選擇不同的輸出濾波器時，L*C的乘積不應(yīng)偏移太大的范圍。特別是對于選定更小電感及更小的電容值時，小偏移更為重要，否則將導(dǎo)致轉(zhuǎn)降頻率向高頻漂移。

　　應(yīng)用中，在負(fù)載瞬變及P-MOSFET開啟的時間差期間，輸出電容必須滿足負(fù)載的所有電流需求。由輸出電容支持的輸出電流將引起跨越等效串聯(lián)電阻兩端的電壓降，從而使輸出電壓降低。而等效串聯(lián)電阻越低，當(dāng)輸出電容供給負(fù)載電流時的所產(chǎn)生的電壓損失也就越小。為了最小化解決方案尺寸，并改善TPS62200轉(zhuǎn)換器的負(fù)載瞬變行為，推薦采用4.7μH電感及22μF輸出電感工作。[!--empirenews.page--]

　　圖5a/5b為 TPS62204負(fù)載瞬變性能vs L-C濾波器，結(jié)合3.6V輸入電壓/1.6V定值輸出電壓。