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文檔簡介
WordBuck電路動態(tài)響應影響因素分析低壓大(電流)是(DC/DC)(電源)應用的趨勢,然而動態(tài)響應是電源設計一個關鍵性指標。本文將分析Buck電路動態(tài)響應影響因素。歡迎大家檢查和指教。
一、等效模型
1.1從輕載到重載
當ΔI>0時,電感電流不能突變,(電容)放電。
放電電流流過ESR,并在ESR上產生壓降。UESR的大小由ΔI和ESR共同決定的。
放電電流斜率在ESL上產生壓降。UESL的大小由ΔI/Δt和ESL共同決定。
1.2從重載到輕載
當ΔI
以上四張仿真圖形分別對應以下四種不同直流電阻R(dc)下的過充和跌落電壓
(a)Rdc=0
(b)Rdc=5mΩ
(c)Rdc=10mΩ
(d)Rdc=15mΩ
RdcUo最大值/VUo最小值/V過沖電壓/V跌落電壓/V01.2021.8430.2021.1575mΩ1.1830.8390.1830.16110mΩ1.1550.8350.1550.16515mΩ1.1500.8310.1500.1692.1.3仿真小結
以上仿真結果在不同輸出電感的Rdc下,過沖電壓和跌落電壓不一樣??赡茉蛑皇牵狠敵鲭娏魈兦昂螅姼须娏饔行е凳遣灰粯拥?。那么,在電感電阻Rdc上產生的壓降也是不一樣的。
2.2為什么輸出電壓過沖和跌落時會出現一個很大的尖峰?
2.2.1仿真條件
仿真參數參數值L220nHRdc0ESL0C2000uFΔI100AΔt1uSfs500kHz2.2.2仿真結果
以上四張仿真圖形分別對應以下四種不同電容ESR下的過充和跌落電壓
(a)ESR=0.5mΩ
(b)ESR=1mΩ
(c)ESR=2mΩ
(d)ESR=4mΩ
ESRUo最大值/VUo最小值/V過沖電壓/V跌落電壓/V0.5mΩ1.2000.8430.2000.1571mΩ1.1950.8190.1950.1812mΩ1.2440.7240.2440.2764mΩ1.4050.7020.4050.2982.2.3仿真小結
通過從上面圖2仿真波形可以看出,當輸出濾波電容存在較大的ESR時,負載電流突然上升,導致輸出電壓存在一個下降尖峰。ESR越大,尖峰越明顯。
2.3為什么不同ESL對輸出電壓過沖或跌落影響不大?
2.3.1仿真條件
仿真參數參數值L220nHRdc0ESR0C2000uFΔI100AΔt1uSfs500kHz2.3.2仿真結果
以上四張仿真圖形分別對應以下四種不同ESL下的過充和跌落電壓
(a)ESL=10nH
(b)ESL=10nH
(c)ESL=40nH
(d)ESL=80nH
ESLUo最大值/VUo最小值/V過沖電壓/V跌落電壓/V10nH1.2000.8430.2000.15720nH1.2000.8430.2000.15740nH1.2000.8430.2000.15780nH1.2000.8430.2000.1572.3.3仿真小結
通過從上面仿真波形可以看出,當輸出濾波電容存在ESL時,負載電流突然上升,輸出電壓波形變化不大。說明此時的ESL較小,也說明此時負載電流變化率不大。
總結:
在Buck低壓大電流電源的動態(tài)響應問題上,輸出濾波電容的等效電阻ESR對過充電壓和跌落電壓影響較大。因為,負載變化瞬間,電容快速充放電。ESR上產生的壓降不可避免。目前工藝,固態(tài)電容具有較低的ESR,可有效減小尖峰電壓。
忽略電容ESR造成的影響,輸出電壓過沖和跌落的幅值,主要受到電容
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