中心議題：

• 開關電源對容性負載的要求
• 提高開關電源容性負載能力的方法
• 容性負載設計的典型案例
• 容性負載能力的應用

在DC／DC開關電源的應用中，輸出負載端外接電容能起到濾波、抑(yi)製(zhi)幹(gan)擾(rao)的(de)作(zuo)用(yong)，在(zai)某(mou)些(xie)大(da)容(rong)性(xing)負(fu)載(zai)動(dong)態(tai)跳(tiao)變(bian)的(de)設(she)備(bei)中(zhong)，要(yao)求(qiu)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)端(duan)有(you)快(kuai)速(su)響(xiang)應(ying)，這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)帶(dai)容(rong)性(xing)負(fu)載(zai)的(de)能(neng)力(li)，並(bing)且(qie)有(you)好(hao)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)能(neng)。在(zai)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)，要(yao)充(chong)分(fen)理(li)解(jie)並(bing)實(shi)現(xian)客(ke)戶(hu)負(fu)載(zai)使(shi)用(yong)的(de)特(te)殊(shu)要(yao)求(qiu)，必(bi)須(xu)分(fen)析(xi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)容(rong)性(xing)負(fu)載(zai)能(neng)力(li)的(de)兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)狀(zhuang)態(tai)要(yao)求(qiu)。

1 容性負載的要求

開kai關guan電dian源yuan的de基ji本ben特te性xing中zhong，一yi般ban並bing沒mei有you對dui容rong性xing負fu載zai能neng力li做zuo出chu嚴yan格ge的de規gui範fan。一yi般ban電dian源yuan都dou可ke帶dai相xiang當dang容rong性xing的de負fu載zai，但dan考kao慮lv到dao電dian源yuan的de過guo流liu保bao護hu能neng力li，尤you其qi是shi輸shu出chu短duan路lu保bao護hu
，容rong性xing負fu載zai能neng力li不bu可ke能neng太tai大da，否fou則ze保bao護hu能neng力li變bian差cha。對dui於yu多duo路lu輸shu出chu的de模mo塊kuai所suo帶dai容rong性xing負fu載zai，其qi分fen配pei原yuan則ze是shi電dian容rong的de存cun儲chu總zong能neng量liang不bu能neng超chao過guo0．25J
，包括主路的電容存儲能量與輔助電路的存儲能量的總和(1／2∑CU2)。依此計算

，在設計中最大容性負載的選取如見表l(電路和輸出功率不同的模塊的最大容性負載會各不相同，實際選用和使用時需要參照相關給定的技術參數手冊)在實際設計和應用中，開關電源輸出容性負載能力由以下兩種要求來調試和測試：

1)電源穩定工作，僅負載由空載到滿載跳變
，輸出電壓穩定
當模塊正常工作時，DC／DC開關電源可以等效為電壓源，其輸出等效電路圖和簡化後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是等效內阻，RL是輸出負載電阻，C是輸出電容，

根據圖2有

可認為開關S閉合前電容電壓UC為零，由式(1)可得

由上述計算，可以看出電容電壓VC是按指數規律不斷上升，要使輸出電壓更快更穩定的建立，電源輸出內阻要小

，一般通過高增益、快速響應的輸出穩壓反饋環路，可以實現性能的改善和提高。[page]
但由於存在輸出電感的儲能，電壓反饋和前端峰值電流控製的作用，電容電壓並不完全是由零開始上升的指數波形，見圖3。

shuchudianyadewendingguochengzhong，yifangmianyoushuchulvbodiangandechunenglaizhububuchong
，lingyifangmianyoufankuihuankongzhidianluyuanbiankuaisushuchugengdagonglv。shuchudiangandequzhiyibanyoudianliuwenboxishuλ和電源的空載特性來確定，為了避免容性跳變輸出電壓過大的下衝

，使控製電路達到極限
，電感的取值要大於λ的理論值計算所得數值，但同時也要考慮輸出失載時的電壓上衝幅度
，所以輸出電感也不能太大，大的電感一般不易製作
、成本較高，所以電感的實際取值可以用實驗的方法得到。圖4給出了輸出電感Lout不同取值時，容性負載突變時輸出電感電流的跳變波形和最大的容性負載能力。

  
圖4 輸出電感電流波形

由you實shi驗yan得de出chu輸shu出chu電dian感gan大da的de模mo塊kuai帶dai的de容rong性xing負fu載zai大da，電dian感gan儲chu能neng有you助zhu於yu輸shu出chu電dian壓ya的de穩wen定ding，限xian流liu保bao護hu電dian路lu工gong作zuo時shi間jian短duan
，但dan響xiang應ying時shi間jian會hui相xiang應ying長chang一yi些xie。

2)模塊帶輸出電容啟動
，輸出電壓穩定
dangmokuaidaidadianrongqidongshi
，xuduidianrongxunsuchongdian，yiweichishuchudianyawending
，qidongshunjianhuichanshengyigedadedianliu。qidongguochengzhongdadianliuchixushijiantaichang
，mokuaikongzhixinpiandebaohugongnengjiuhuidadaojixian，huichuxianqidongbuliangxianxiangjishuchudianyabunengzhengchangjianli；lingwai，rongxingfuzaidedaxiaozhijieyingxiangshuchudianyadeshangshengshijian，zaiyouyangeshuchudianyashangshengshijianyaoqiudehuanjingzhongjiuhuichuxianyingyongguzhang。yibanzikuidianyuandeshuchudianyahegongdiandianyashizhengbiguanxi，zaishuchudadaozhengchangdianyazhiqian，xinpianVCC無法滿足供電要求。因此啟動電路的供電方式和VCC電容的儲能也是決定容性負載能力的重要因素。

2 提高開關電源容性負載能力的方法

如果輔助電源是獨立電源，可以用軟啟動的方法使輸出電壓緩慢建立。對自饋供電來說
，軟啟動時間長就難以啟動，這時要增加VCC電容容量。VCC容量大，對單獨依靠芯片內部電流環起短路保護的模塊會有影響，因此必須在容性負載和過流(及短路保護)之間找一下平衡點。

適shi當dang使shi限xian流liu電dian阻zu取qu值zhi減jian小xiao，相xiang當dang於yu提ti高gao電dian源yuan的de輸shu出chu功gong率lv，用yong於yu增zeng加jia啟qi動dong過guo程cheng中zhong提ti供gong給gei輸shu出chu端duan負fu載zai能neng量liang。調tiao節jie反fan饋kui環huan路lu參can數shu，使shi運yun放fang光guang耦ou等deng集ji成cheng元yuan件jian退tui飽bao和he速su度du加jia快kuai，可ke以yi解jie決jue容rong性xing負fu載zai跳tiao變bian時shiOVERSHOOT嚴重的問題
，即提高了電源的穩定性能。

3 容性負載設計的典型案例

在Forward DC／DC變換器設計時
，設計人員根據容性負載能力的兩項基本要求，通過調整限流電阻、啟動電容的大小等相關參數
，參照理論計算值


，進行調試和測試
，金升陽係列型號(VRB_LD_15W)DC／DC模塊的容性負載能力大大增強，滿足客戶在各種特殊環境中的廣泛應用。

4 容性負載能力的應用和總結

容性負載的需求大小與應用環境密切相關
，容性負載能力是基於短路性能、過(guo)載(zai)保(bao)護(hu)能(neng)力(li)之(zhi)間(jian)的(de)平(ping)衡(heng)選(xuan)擇(ze)。在(zai)具(ju)有(you)特(te)殊(shu)規(gui)格(ge)要(yao)求(qiu)的(de)模(mo)塊(kuai)設(she)計(ji)中(zhong)，一(yi)定(ding)要(yao)對(dui)上(shang)述(shu)參(can)數(shu)進(jin)行(xing)優(you)化(hua)調(tiao)試(shi)，做(zuo)到(dao)最(zui)優(you)設(she)計(ji)，滿(man)足(zu)特(te)定(ding)的(de)應(ying)用(yong)要(yao)求(qiu)。