Рассчёт выходного конденсатора buck конвертера, что если поставить два конденсатора в параллель? И ещё пару вопросов.. Опции

[kt368]

Здравствуйте!
Рассчитываю buck преобрахователь на RT8284. Возникли два вопроса:
1. Подставив в рассчёт выходной конденсатор 47 мкФ 6.3 В (GRM31CR60J476ME19L) я получил при Uвх=12В, Uвых=5В, Imax=2A пульсации на выходе 5,5 мВ. Они получились такие низкие из-за того, что у этого конденсатора ESR на частоте преобразователя (300кГц) равен 2мОм. Это реально (и пульсации и ESR)?
2. Можно ли на выход ставить параллельно LowESR электролит и керамический конденсатор? Как я понимаю, плюс от керамики будет в её низком ESR.
3. Как правильно рассчитать стабильность (regulator loop response)? Как она связана с емкостью и ESR выходных конденсаторов? Знаю, что сдвиг фазы в разомкнутой цепи обратной связи должен быть не более 310 градусов (с учётом инвертирования на 180 градусов усилителем ошибки внутри контроллера. Как это правило привязать к анализу работы данной микросхемы по типовой схеме включения из даташита?
Заранее спасибо.

Сообщение отредактировал kt368 - Dec 14 2012, 19:07

[kt368]

В даташите не нашёл упоминаний о ESR этого конденсатора. полученные 5.5 мВ пульсации зависят не только от частоты преобразования, ESR и ёмкости конденсатора, надо знать ещё и индуктивность дросселя.

ESR взял отсюда. На 300 кГц (рабочая частота преобразователя) ESR равен 2 мОм. Дроссель рассчитывал использовать NR8040T220M. Его DC сопротивление 85.8 мОм.

Можно.

А не будет ли генерации из-за того, что его ESR очень низкое? (Хммм..., а так ли это?)

Как правильно рассчитать стабильность, не знаю )) Но с ёмкостью и ESR выходных конденсаторов она да, связана.
Для каррент мод, в котором работает ваша микросхема, силовая часть будет апериодическим звеном первого порядка с полюсом, образуемым ёмкостью выходного конденсатора и сопротивлением нагрузки. Коэффициент усиления на низких частотах задан порогом токовой защиты микросхемы. Дальше будет располагаться ноль, образуемый ESR выходного конденсатора и его ёмкостью. И чем выше ESR, тем меньше отставание фазы на этой частоте, тем проще будет заставить источник работать устойчиво. Вот из полученной ЛАФЧХ и надо исходить при расчёте цепей коррекции.

Извините, можете, пожалуйста, конкретнее описать ЛАФЧХ какой цепочки мне нужно получить? Вот типовая схема из даташита, скажите что разорвать и АФЧХ коеффициента передачи из какого узла в какой мерять:

Источник питания, работающий в каррент мод не слишком капризен в плане устойчивости, поэтому производитель советует не мудрить с ПИДами, а сделать коррекцию интегрирующим звеном с одним нулём, который видимо нужно расположить на частоте среза разомкнутой системы.
Запас по фазе в 50 градусов, это хороший запас.

А ПИДы тут где? И можете, пожалуйста разъяснить подробнее эту фразу:
"..сделать коррекцию интегрирующим звеном с одним нулём, который видимо нужно расположить на частоте среза разомкнутой системы.."
Спасибо!

[SergCh]

ESR взял отсюда. На 300 кГц (рабочая частота преобразователя) ESR равен 2 мОм.

Там ещё и импеданс приведён , около 15 мОм.
Для 12 входного и 5 В выходного Кзап=5/12=0.417
Время обратного хода tобр=T-tпрямого=3.333uS-0.417*3.333uS=1.944uS
Пульсация тока от пика до пика на конденсаторе при обратном ходе di=5 В* 1.944uS/22uH=0.442 A
прикидываем грубо пульсацию выходного напряжения от пика до пика :
dU=di*imp=0.442A * 15 mOm= 6.63 mV
при этом пульсациями выходного напряжения за счёт ESR конденсатора в 2mOm можно пренебречь.
Но обратите внимание, что от индуктивности этого дросселя при токе в 2 А почти ничего не останется.

А не будет ли генерации из-за того, что его ESR очень низкое? (Хммм..., а так ли это?)

Сама по себе генерация может возникнуть из-за неправильной цепи коррекции ОС.
Говорят (сам не видел), генерация может получиться и при параллельном включении электролитов и керамики, т.е. генерация не в цепи ОС, а между этими конденсаторами.

Извините, можете, пожалуйста, конкретнее описать ЛАФЧХ какой цепочки мне нужно получить? Вот типовая схема из даташита, скажите что разорвать и АФЧХ коеффициента передачи из какого узла в какой мерять:

R1 отключить от выхода источника и подключить к источнику сигнала.
Снимать выходной сигнал соответственно с выхода преобразователя.
Цепи коррекции от 6 ноги микросхемы при этом временно отключить.
По поводу ПИДов, нет их там.
Интегрирующая цепь с одним нулём образуется цепью Сс и Rc. Располагая нуль этой цепи на часте среза разомкнутой системы, мы сможем увеличить запас по фазе источника, максимально используя свойства такого вида коррекции.

Сообщение отредактировал Herz - Dec 15 2012, 12:05

Причина редактирования: Избыточное цитирование

[Timmy]

Поскольку производитель не даёт никаких параметров внутренних элементов регулятора, точный расчёт его стабильности невозможен. Однако вполне разумно ориентироваться на рекомендуемые параметры из даташита. При других значениях выходного конденсатора соответственно надо изменить и RC цепочку компенсации. Ещё обратите внимание, что при использовании керамики x5r на напряжении близком к максимальному его ёмкость значительно снизится, раза в два, поэтому следует подумать о другом конденсаторе с большей ёмкостью или напряжением. А так керамика в current mode регуляторах отлично работает.