[电路/定理] 请教大佬,这个电容取值如何计算?

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15625004279|  楼主 | 2022-5-13 11:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
95602627dca07483d7.png 该电路是使用TPS54202DDCR做的dc-dc电路,现在遇到问题是5V输出不稳定。在65mA的负载工作瞬间,会把5V输出拉低4.1V左右,把C45取值改成100uF时,输出拉低成4.8V,接近理想状态。想请教下各位大佬,想要后端负载在工作瞬间,5V稳定。这个值要如何计算?
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lfc315| | 2022-5-13 11:20 | 显示全部楼层
有负载那块的电路,应该就有学霸帮你算出来;
DC-DC芯片现在应该都是逐周期过流保护的,所以你加到1000uF都可以,如果这个是电解,还要加并一个10uF以上的陶瓷电容

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15625004279|  楼主 | 2022-5-13 11:38 | 显示全部楼层
lfc315 发表于 2022-5-13 11:20
有负载那块的电路,应该就有学霸帮你算出来;
DC-DC芯片现在应该都是逐周期过流保护的,所以你加到1000uF都 ...

负载就是一个5V/65mA的PM传感器

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zyj9490| | 2022-5-13 12:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 zyj9490 于 2022-5-13 13:50 编辑

你指的是声间下降,之后恢复5V一直稳在5V,还是一直拉在4.1V,前者属于暂态,环路增一有关,有效带宽有关。后者属于设计不良了。

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15625004279|  楼主 | 2022-5-13 13:50 | 显示全部楼层
zyj9490 发表于 2022-5-13 12:40
你指的是声间下降,之后恢复5V一直稳在5V,还是一直拉在4.1V,前者属于暂态,环路增一有关。后者属于设计不 ...

负载上电瞬间拉低,之后会马上恢复到5V。就是想知道要怎么计算那个电容的容量,才能保证后面的负载在上电瞬间时,这个5V不会拉低至4.1V,能保证在4.8V以上就可以。

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zyj9490| | 2022-5-13 13:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 zyj9490 于 2022-5-13 13:55 编辑
15625004279 发表于 2022-5-13 13:50
负载上电瞬间拉低,之后会马上恢复到5V。就是想知道要怎么计算那个电容的容量,才能保证后面的负载在上电 ...

这不是很简单的事吗?允许最低电压?允许低压多长时间?我帮你算。你的开关电源的开关频率是多少?

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15625004279|  楼主 | 2022-5-13 14:00 | 显示全部楼层
zyj9490 发表于 2022-5-13 13:53
这不是很简单的事吗?允许最低电压?允许低压多长时间?我帮你算。你的开关电源的开关频率是多少? ...

62424627df3c4855b6.png 最低可以4.8V,低压允许1-3秒,过后恢复5V就行了。芯片的开关频率见图

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zyj9490| | 2022-5-13 14:19 | 显示全部楼层
本帖最后由 zyj9490 于 2022-5-13 14:26 编辑
15625004279 发表于 2022-5-13 14:00
最低可以4.8V,低压允许1-3秒,过后恢复5V就行了。芯片的开关频率见图

最小跌落电压值4.8V,开关频率最低是390KHZ,有效带宽是开关频率的40分之1,390/40=9.75khz,表示最大延时动作为1/9.75=0.102ms.负载额定电流为65MA,按最大电流为额定电流2倍计,约130MA。现可估算电容C
C(5-4.8)=130*0.102/(1000*1000),C=66.3uf,如不行,可放大一倍即可。最大可能IC的动作时间估算太少导致。可实测可看下波形底部时间宽度。

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15625004279|  楼主 | 2022-5-13 14:43 | 显示全部楼层
zyj9490 发表于 2022-5-13 14:19
最小跌落电压值4.8V,开关频率最低是390KHZ,有效带宽是开关频率的40分之1,390/40=9.75khz,表示最大延时 ...

公式里的1000*1000这里是单位换算用到的吧?

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zyj9490| | 2022-5-13 14:44 | 显示全部楼层
本帖最后由 zyj9490 于 2022-5-13 14:45 编辑

毫秒毫安换算成秒安@

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zyj9490| | 2022-5-13 14:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 zyj9490 于 2022-5-13 14:48 编辑
15625004279 发表于 2022-5-13 14:43
公式里的1000*1000这里是单位换算用到的吧?

毫秒毫安换算成秒安,电容的电压下降的放出的电荷等于负载电流的时间的积分。

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15625004279|  楼主 | 2022-5-13 14:47 | 显示全部楼层
zyj9490 发表于 2022-5-13 14:45
毫秒毫安换算成秒安@

谢谢大佬指教,我计算一下,用示波器再抓住瞬间压降看看

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叶春勇| | 2022-5-13 17:25 | 显示全部楼层
这是我想的等能量法: 41733627e23eb9e563.png
计算如下:

3922627e23bcbfb11.png

如果C2时间缩短一半,容量还需翻倍。

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xch| | 2022-5-13 18:09 | 显示全部楼层
这么在意瞬态响应就不该选TPS54202,选COT的

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xch| | 2022-5-13 18:18 | 显示全部楼层
20458627e306195186.png

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lfc315| | 2022-5-13 18:24 | 显示全部楼层
本帖最后由 lfc315 于 2022-5-13 18:33 编辑
zyj9490 发表于 2022-5-13 14:19
最小跌落电压值4.8V,开关频率最低是390KHZ,有效带宽是开关频率的40分之1,390/40=9.75khz,表示最大延时 ...

开关频率的40分1,意思是一般需要约40个开关周期才能响应输出吗?
我实测好像大概是3-5个左右的开关周期就响应过来了

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叶春勇| | 2022-5-13 19:14 | 显示全部楼层
lfc315 发表于 2022-5-13 18:24
开关频率的40分1,意思是一般需要约40个开关周期才能响应输出吗?
我实测好像大概是3-5个左右的开关周期就 ...

最大50%占空比需要20个us,大概,不到10个周期。80%占空比就几个周期了。看最大占空比

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zyj9490| | 2022-5-13 21:41 | 显示全部楼层
lfc315 发表于 2022-5-13 18:24
开关频率的40分1,意思是一般需要约40个开关周期才能响应输出吗?
我实测好像大概是3-5个左右的开关周期就 ...

反馈环路的频率响应,我是按常规的电压反馈开关芯片来估算的,输出变化到误差比较器输入端还是有延时的可能是纯延时,也可能是一阶RC滤波环节。

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zyj9490| | 2022-5-13 21:47 | 显示全部楼层
本帖最后由 zyj9490 于 2022-5-13 21:48 编辑
lfc315 发表于 2022-5-13 18:24
开关频率的40分1,意思是一般需要约40个开关周期才能响应输出吗?
我实测好像大概是3-5个左右的开关周期就 ...

有响应,能不能跟得上,是二个意思。RC环节没有纯延时即马上响应,但给的信号不够大也会引发深调。且跟阶跃负载的轻重有关啊。

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zyj9490| | 2022-5-13 21:50 | 显示全部楼层
叶春勇 发表于 2022-5-13 19:14
最大50%占空比需要20个us,大概,不到10个周期。80%占空比就几个周期了。看最大占空比 ...

你是指阶跃变化量吗?

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