小型DC／DC開關(guān)電源容性負(fù)載的研究

0 引言
在DC／DC開關(guān)電源的應(yīng)用中，輸出負(fù)載端外接電容能起到濾波、抑制干擾的作用，在某些大容性負(fù)載動(dòng)態(tài)跳變的設(shè)備中，要求電源輸出端有快速響應(yīng)，這就要求開關(guān)電源有較強(qiáng)的帶容性負(fù)載的能力，并且有好的穩(wěn)定性能。在開關(guān)電源的設(shè)計(jì)過程中，要充分理解并實(shí)現(xiàn)客戶負(fù)載使用的特殊要求，必須分析開關(guān)電源容性負(fù)載能力的兩種不同狀態(tài)要求。

1 容性負(fù)載的要求
開關(guān)電源的基本特性中，一般并沒有對(duì)容性負(fù)載能力做出嚴(yán)格的規(guī)范。一般電源都可帶相當(dāng)容性的負(fù)載，但考慮到電源的過流保護(hù)能力，尤其是輸出短路保護(hù)，容性負(fù)載能力不可能太大，否則保護(hù)能力變差。對(duì)于多路輸出的模塊所帶容性負(fù)載，其分配原則是電容的存儲(chǔ)總能量不能超過0．25J，包括主路的電容存儲(chǔ)能量與輔助電路的存儲(chǔ)能量的總和(1／2∑CU2)。依此計(jì)算，在設(shè)計(jì)中最大容性負(fù)載的選取如見表l(電路和輸出功率不同的模塊的最大容性負(fù)載會(huì)各不相同，實(shí)際選用和使用時(shí)需要參照相關(guān)給定的技術(shù)參數(shù)手冊(cè))在實(shí)際設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，開關(guān)電源輸出容性負(fù)載能力由以下兩種要求來調(diào)試和測(cè)試：

1)電源穩(wěn)定工作，僅負(fù)載由空載到滿載跳變，輸出電壓穩(wěn)定
當(dāng)模塊正常工作時(shí)，DC／DC開關(guān)電源可以等效為電壓源，其輸出等效電路圖和簡(jiǎn)化后的等效電路圖分別如圖1和圖2所示。其中，U是輸出電壓，RS是等效內(nèi)阻，RL是輸出負(fù)載電阻，C是輸出電容，
根據(jù)圖2有

可認(rèn)為開關(guān)S閉合前電容電壓UC為零，由式(1)可得

由上述計(jì)算，可以看出電容電壓VC是按指數(shù)規(guī)律不斷上升，要使輸出電壓更快更穩(wěn)定的建立，電源輸出內(nèi)阻要小，一般通過高增益、快速響應(yīng)的輸出穩(wěn)壓反饋環(huán)路，可以實(shí)現(xiàn)性能的改善和提高。