本文借助于Cadence进行PSpice仿真,验证开关电源中输出电容的ESR对负载动态响应的影响。
负载的动态响应会被输出电容的ESR和ESL影响,ESR一般为mΩ等级,ESL的影响目前考虑的不多,一般考虑ESR就可以了。
以下以TPS54620为例,通过修改下图R262的值,验证ESR对负载动态响应的影响。
图1 验证ESR对负载动态响应影响的仿真电路
上图中U4为定时关闭开关Sw_tClose,参数设定如下:
TCLOSE(从哪个时间点开始关闭)=500us,
TTRAN(切换状态要求的时间)=1us,
RCLOSED(开关关闭状态下的电阻)=0.25Ω,
ROPEN(开关打开状态下的电阻)=1MΩ。
上图中U5为定时关闭开关Sw_tOpen,参数设定如下:
TCLOSE(从哪个时间点开始关闭)=600us,
TTRAN(切换状态要求的时间)=1us,
RCLOSED(开关关闭状态下的电阻)=0.25Ω,
TOPEN(开关打开状态下的电阻)=1MΩ。
仿真结果如下图所示。
图2 负载动态响应(ESR=3mΩ)
图3 负载动态响应(ESR=30mΩ)
图4 负载动态响应(ESR=300mΩ)
图5 负载动态响应(ESR=3000mΩ)
将ESR分别设置为3mΩ、30mΩ、300mΩ、3000mΩ时得到的负载动态响应进行对比可以发现,随着ESR的增大,负载的动态响应变差了,并且输出纹波也增大了,因此
开关电源的输出电容要求低ESR。