举例来说,当切换频率(fsw)为1050kHz的降压电路,输入电压为Vin=3.3伏特(V),Vo=1.8伏特,L=2.7微亨 (μH),Co=10微法(μF),ESR=4毫奥姆(mΩ),ESL=1.1奈亨(nH),fsw=280kHz。其实际量测的输出电压纹波、LX及电感纹波电流如图3所示。若给予任意输入波形,由傅里叶级数分析方法可得到对应的输出纹波,利用此方法提供一个快速有效的方式,可分析计算输入任意周期波的输出纹波。
应用时域分析输出纹波波形 时域分析是以时间函数(Time Function)表示信号之特性,依据时间及振幅所组成之坐标平面来呈现出任何信号波形随时间变化的瞬间物理量。时域分析输出电压纹波说明如下:
选择适当电感/电容值让设计优化 本文提供了傅里叶级数频域分析,其特色就是无须求解复杂的微分公式并与时域分析相对应,充分验证理论推导及实际量测波形的对比。目的是想以较严谨的输出电容等效电路来分析交换式降压转换器输出纹波电压。 经由上述论证可得知,电容的等效串联电阻、等效串联电感及电容值等特性均会影响输出纹波振幅及相位,并利用基本的奥姆定律、电感的微分公式推导电感与电流纹波变化,及电容器依据操作频率充/放电荷以维持输出电位稳定。 将上述三种影响纹波因素波形(等效串联电阻、等效串联电感及电容值)线性迭加,便可得到完整的输出纹波波形。透过此方法,可使研发工程师在设计切换式降压转换器电源时,根据电源需求及纹波允许变化量规格来选择适当的电感和电容值,使其设计达到优化。
本文关键字:转换器 变换电路,单元电路 - 变换电路