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ZHCSPA7B March 2023 – January 2024 TPS56836 , TPS56837 , TPS56838

PRODUCTION DATA

封裝選項(xiàng)

機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)

RPA|10
- MPQF515

散熱焊盤機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)

訂購信息

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，公式為：

方程式 7.

f_{p} = \frac{1}{2 π \times \sqrt{L_{O U T} \times C_{O U T}}}

在低頻率下，整體環(huán)路增益是由輸出設(shè)定點(diǎn)電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)和器件的內(nèi)部增益設(shè)定的。低頻相位是 180 度。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，且相位快速下降。D-CAP3 控制模式引入了高頻零點(diǎn)，將增益滾降的速率降為每十倍頻程 –20dB，并在零點(diǎn)頻率之上將相位增加到每十倍頻程 90 度。必須選擇輸出濾波器的電感器和電容器，使方程式 7 的雙極位于高頻零點(diǎn)之下，但又與之足夠接近，使相位提升達(dá)到高頻零點(diǎn)，為穩(wěn)定電路提供足夠的相位裕度。若要滿足此要求，請使用表 7-2 中推薦的值。

表 7-2 建議的元件值

開關(guān)頻率 (kHz)	輸出電壓⁽¹⁾ (V)	R6⁽²⁾(kΩ)	R7 (kΩ)	L1 (μH)	C_OUT⁽³⁾			C10 ⁽⁴⁾(pF)
開關(guān)頻率 (kHz)	輸出電壓⁽¹⁾ (V)	R6⁽²⁾(kΩ)	R7 (kΩ)	L1 (μH)	最小值	典型值	最大值	C10 ⁽⁴⁾(pF)
500	1.05	7.5	10	1	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10
	1.8	20	10	1.5	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10
	3.3	45.3	10	2.2	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10	100 至 200（典型值 150）
	5	73.2	10	3.3	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	100 至 200（典型值 150）
	9	140	10	4.7	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	50 至 150（典型值 100）
	12	383	20	5.6	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	30 至 100（典型值 30）
800	1.05	7.5	10	0.68	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10
	1.8	20	10	1	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10
	3.3	45.3	10	1.5	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10	100 至 200（典型值 150）
	5	73.2	10	2.2	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	100 至 200（典型值 150）
	9	140	10	3.3	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	50 至 150（典型值 100）
	12	383	20	3.3	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	30 至 100（典型值 30）
1200	1.05	7.5	10	0.47	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10
	1.8	20	10	0.68	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10
	3.3	45.3	10	1	22uF × 1	22uF × 3	22uF × 10	100 至 200（典型值 150）
	5	73.2	10	1.5	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	1100 至 200（典型值 150）
	9	140	10	2.2	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	50 至 150（典型值 100）
	12	383	20	2.2	22uF × 1	22uF × 2	22uF × 10	30 至 100（典型值 30）

(1) 對于未列出的輸出軌，請使用最接近較高輸出軌的建議 L1 和 C_OUT 組合。

(2) V_OUT = 0.6V 時，R6 = 0Ω。

(3) 本數(shù)據(jù)表中的 C_OUT 使用 Murata GRM32ER71E226KE15L 25VDC 電容器。建議使用相同的有效輸出電容。有效電容值定義為直流偏置和溫度下的實(shí)際電容，而不是額定值或銘牌值。除了正常的容差和溫度影響外，所有高容值陶瓷電容器還具有大電壓系數(shù)。必須仔細(xì)研究任何電容器組的偏置和溫度變化，以確保提供有效電容的最小值。請參閱陶瓷電容器制造商提供的直流偏置和溫度特性信息。通過針對前饋補(bǔ)償?shù)木唧w細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)優(yōu)，可以允許電容高于 Cout_max。

(4) R8 和 C10 可用于改善負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)或提高環(huán)路相位裕度。在使用前饋電容器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，使用前饋電容器優(yōu)化內(nèi)部補(bǔ)償直流/直流轉(zhuǎn)換器的瞬態(tài)響應(yīng) 應(yīng)用報告非常有用。

電感器峰峰值紋波電流、峰值電流和 RMS 電流使用方程式 8、方程式 9 和方程式 10 計(jì)算。額定電感器飽和電流必須大于計(jì)算出的峰值電流，RMS 或額定加熱電流必須大于計(jì)算出的 RMS 電流。

對 f_SW 使用 500kHz。確保所選電感器的電流額定值為方程式 9 的峰值電流和方程式 10 的 RMS 電流。

方程式 8.

{I l}_{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 9.

{I l}_{P E A K} = I_{O} + \frac{{I l}_{p - p}}{2}

方程式 10.

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

對于本設(shè)計(jì)示例，計(jì)算出的峰值電流為 9.13A，計(jì)算出的 RMS 電流為 8.03A。使用的電感器是 Wurth 744325330，飽和電流為 15A，額定電流為 9.7A。

電容器值和 ESR 決定輸出電壓紋波量。TPS56837 旨在與陶瓷或其他低 ESR 電容器配合使用。使用方程式 11 確定輸出電容器所需的額定 RMS 電流。

方程式 11.

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}

對于此設(shè)計(jì)，使用了兩個 MuRata GRM32ER71E226KE15L 22μF 輸出電容器，因此在 5V 直流偏置電壓下的有效電容為 35μF。計(jì)算出的 RMS 電流為 0.63A，每個輸出電容器的額定電流為 4A。