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ZHCSTN7A April 2024 – June 2024 TPS561243 , TPS561246

PRODUCTION DATA

封裝選項

機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)

DRL|6
- MPDS159I

散熱焊盤機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)

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zhcstn7a_oa

7.2.2.3 輸出濾波器選型

用作輸出濾波器的 LC 濾波器具有雙極，如方程式 4 所示。在此公式中，C_OUT 必須使用降額后的有效值，而不是標(biāo)稱值。

方程式 4.

{F r e q u e n c y}_{d o u b l e p o l e} = \frac{1}{2 \times π \times \sqrt{L_{O U T} \times C_{O U T}}}

對于任何內(nèi)部補(bǔ)償?shù)目刂仆負(fù)?，它可以支持一系列輸出濾波器。在低頻率下，整體環(huán)路增益由輸出設(shè)定點(diǎn)電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)和器件的內(nèi)部增益設(shè)定。低頻相位是 180°。在輸出濾波器極點(diǎn)頻率下，增益以每十倍頻程 –40dB 的速率滾降，且相位具有 180 度下降。內(nèi)部紋波生成網(wǎng)絡(luò)引入了高頻零點(diǎn)，可將增益滾降從每十倍頻 –40dB 降低至 –20dB，并導(dǎo)致 90 度相位提升。內(nèi)部紋波注入電路引入的高頻零點(diǎn)約為 160kHz。TI 建議為所選電感器和電容器引入的雙極頻率位于 40kHz 左右，以便由該高頻零點(diǎn)提供的相位提升可提供足夠的相位裕度來滿足穩(wěn)定性要求。對于高于 2V 的輸出電壓，TI 建議添加一個 C_FF 電容器以增加帶寬和相位裕度。建議的 C_FF 范圍為 10pF 至 100pF。整個系統(tǒng)的交叉頻率通常必須低于開關(guān)頻率的三分之一。

表 7-2 建議的元件值

輸出電壓 (V)	L_OUT (uH)	C_OUT (uF)	C_OUT(uF) ⁽¹⁾ 范圍	R_FBT (kΩ)	R_FBB (kΩ)	C_FF (pF)
0.6	1	22（額定值 10V）	20-90	0	10.0	-
1.05	1.2	22（額定值 10V）	10-45	7.5	10.0	-
3.3	3.3	22（額定值 25V）	15-60	135.0	30.0	47
5	3.3	22（額定值 25V）	15-60	220.0	30.0	47
7	3.3	22x2（額定值 25V）	15-60	320.0	30.0	47

(1) 該表中使用了陶瓷電容器。所有 C_OUT 值均是降額后的值。

電感器峰峰值紋波電流、峰值電流和 RMS 電流使用方程式 5、方程式 6 和方程式 7 計算。額定電感器飽和電流必須大于計算出的峰值電流，RMS 或額定加熱電流必須大于計算出的 RMS 電流。

方程式 5.

I_{P - P} = \frac{V_{O U T}}{V_{I N (M a x)}} \times \frac{V_{I N (M a x)} - V_{O U T}}{L_{O U T} \times f_{S W}}

方程式 6.

I_{P E A K} = I_{O} + \frac{I_{P - P}}{2}

方程式 7.

I_{L O (R M S)} = \sqrt{I_{O}^{2} + \frac{1}{12} \times I_{P - P}^{2}}

對于本設(shè)計示例，計算出的峰值電流為 1.32A，計算出的 RMS 電流為 1.02A。使用的電感器是 WE 74438357012。

電容器值和 ESR 決定輸出電壓紋波量。TPS56124x 旨在與陶瓷或其他低 ESR 電容器配合使用。TI 建議使用 1 × 22μF 輸出電容。使用方程式 8 確定輸出電容器所需的額定 RMS 電流。

方程式 8.

I_{C O (R M S)} = \frac{V_{O U T} \times (V_{I N} - V_{O U T})}{\sqrt{12} \times V_{I N} \times L_{O U T} \times f_{S W}}

此設(shè)計中可以使用 1 個 MuRata GRM21BR61A226ME44L 22μF 輸出電容器。每個電容器的典型 ESR 為 2mΩ。計算出的 RMS 電流為 0.2A，每個輸出電容器的額定電流為 4A。