DC轉換器中的貼片電感與電容

　　隨著手機、PDA以及其它便攜式電子產品在不斷小型化，其複雜性同時也在相應提高，這使設計工程師麵臨的問題越來越多
，如電池使用壽命、占板空間
、散熱或功耗等。

　　使用DC轉zhuan換huan器qi主zhu要yao是shi為wei了le提ti升sheng效xiao率lv。很hen多duo設she計ji都dou要yao求qiu將jiang電dian池chi電dian壓ya轉zhuan換huan成cheng較jiao低di的de供gong電dian電dian壓ya，盡jin管guan采cai用yong線xian性xing穩wen壓ya器qi即ji可ke實shi現xian這zhe一yi轉zhuan換huan
，但dan它ta並bing不bu能neng達da到dao基ji於yu開kai關guan穩wen壓ya器qi設she計ji的de效xiao率lv。實shi際ji上shang
，誤wu差cha放fang大da器qi處chu於yu壓ya擺bai範fan圍wei內nei
，由you於yu負fu載zai瞬shun態tai發fa生sheng速su度du超chao過guo誤wu差cha放fang大da器qi的de響xiang應ying速su度du

，放fang大da器qi並bing不bu控kong製zhi環huan路lu
，所suo以yi，在zai貼tie片pian電dian感gan電dian流liu達da到dao要yao求qiu之zhi前qian，由you輸shu出chu電dian容rong器qi滿man足zu瞬shun態tai電dian流liu要yao求qiu。

　　大(da)信(xin)號(hao)響(xiang)應(ying)會(hui)暫(zan)時(shi)使(shi)環(huan)路(lu)停(ting)止(zhi)工(gong)作(zuo)。不(bu)過(guo)
，在(zai)進(jin)入(ru)和(he)退(tui)出(chu)大(da)信(xin)號(hao)響(xiang)應(ying)之(zhi)前(qian)，環(huan)路(lu)必(bi)須(xu)提(ti)供(gong)良(liang)好(hao)的(de)響(xiang)應(ying)。環(huan)路(lu)帶(dai)寬(kuan)越(yue)高(gao)，負(fu)載(zai)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)就(jiu)越(yue)快(kuai)。 congxiaoxinhaojiaodulaikan
，jinguanwenyahuanlukeyitigongzugoudezengyihexiangweiyudu，danshikaiguanzhuanhuanqizaixianluhuofuzaishuntaiqijianrengrankenengchuxianbuwendingzhuangtaihezhenlingxianxiang。zaixuanzewaibuyuanjianshi
，dianyuanshejigongchengshiyingyishidaozhexiejuxianxing

，fouzeqishejijiuyoukenengyudaomafan。

　　一、貼片電感選型

　　電感器的電感值範圍為4.7uH～10uH。電感值的選擇取決於期望的紋波電流。一般建議紋波電流應低於平均電感電流的20%。如等式1所示，較高的VIN或VOUT也會增加紋波電流。電感器當然必須能夠在不造成磁芯飽和(意味著電感損失)情況下處理峰值開關電流。

　　以yi增zeng加jia輸shu出chu電dian壓ya紋wen波bo為wei代dai價jia，使shi用yong低di值zhi電dian感gan器qi便bian可ke提ti高gao輸shu出chu電dian流liu變bian化hua速su度du，從cong而er改gai善shan轉zhuan換huan器qi的de負fu載zai瞬shun態tai響xiang應ying。高gao值zhi電dian感gan器qi則ze可ke以yi降jiang低di紋wen波bo電dian流liu和he磁ci芯xin磁ci滯zhi損sun耗hao。 可將線圈總損耗結合到損耗電阻(Rs)中
，該電阻與理想電感(Ls)串聯
，簡化等效電路。

　　良好設計的電感器效率降低微乎其微。不同的磁芯材料和形狀可以相應改變電感器的大小/電流和價格/電(dian)流(liu)關(guan)係(xi)。采(cai)用(yong)鐵(tie)氧(yang)體(ti)材(cai)料(liao)的(de)屏(ping)蔽(bi)電(dian)感(gan)器(qi)尺(chi)寸(cun)較(jiao)小(xiao)，而(er)且(qie)不(bu)輻(fu)射(she)太(tai)多(duo)能(neng)量(liang)。選(xuan)擇(ze)何(he)種(zhong)電(dian)感(gan)器(qi)往(wang)往(wang)取(qu)決(jue)於(yu)價(jia)格(ge)與(yu)尺(chi)寸(cun)要(yao)求(qiu)以(yi)及(ji)相(xiang)應(ying)的(de)輻(fu)射(she)場(chang)/EMI要求。

　　二
、輸出電容器的基本選擇取決於紋波電流
、紋波電壓以及環路穩定性等各種因素。 它有效串聯電阻(ESR)和電感器值會直接影響輸出紋波電壓。利用電感器紋波電流((IL)和輸出電容器的ESR可以簡單地估測輸出紋波電壓。

　　因此，設計時應當選用ESR盡可能低的電容器。例如
，采用X5R/X7R技術的4.7uF到10uF貼片電容器表現為10m(範圍的ESR值。輕負載(或者不考慮紋波的應用)也可以使用容值更小的電容器。

　　TI的de控kong製zhi環huan路lu架jia構gou使shi您nin能neng夠gou采cai用yong自zi己ji優you選xuan的de輸shu出chu電dian容rong器qi，同tong時shi還hai可ke以yi補bu償chang控kong製zhi環huan路lu
，以yi實shi現xian較jiao好hao的de的de瞬shun態tai響xiang應ying和he環huan路lu穩wen定ding性xing。當dang然ran，內nei部bu補bu償chang能neng夠gou理li想xiang地di支zhi持chi一yi係xi列lie工gong作zuo條tiao件jian，而er且qie能neng夠gou敏min感gan地di響xiang應ying輸shu出chu電dian容rong器qi參can數shu變bian化hua。

　　TPS6220x係列降壓轉換器具有內部環路補償功能。因此
，必須選擇支持內部補償功能的外部LC濾波器。對於此類器件而言，內部補償適合16kHz的LC轉角頻率，即10uH電感器與10uF輸出電容器。在選擇更小的電感器或電容器值時，會造成轉角頻率增加至更高頻率，因此這一點尤為重要。

　　在從負載瞬態出現到打開P-MOSFET期間，輸出電容器必須提供負載所需的全部電流。輸出電容器提供的電流會造成經過ESR的電壓降低(從輸出電壓中扣除)。ESR越低，輸出電容器提供負載電流時的電壓損耗就越低。為了降低解決方案尺寸並且提升轉換器的負載瞬態性能
，建議采用4.7uH電感器和22uF輸出電容器。