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。

輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)穩(wen)定(ding)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，一(yi)方(fang)麵(mian)由(you)輸(shu)出(chu)濾(lv)波(bo)電(dian)感(gan)的(de)儲(chu)能(neng)來(lai)逐(zhu)步(bu)補(bu)充(chong)，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)由(you)反(fan)饋(kui)環(huan)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)原(yuan)邊(bian)快(kuai)速(su)輸(shu)出(chu)更(geng)大(da)功(gong)率(lv)。輸(shu)出(chu)電(dian)感(gan)的(de)取(qu)值(zhi)一(yi)般(ban)由(you)電(dian)流(liu)紋(wen)波(bo)係(xi)數(shu)λ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

youshiyandechushuchudiangandademokuaidaiderongxingfuzaida，dianganchunengyouzhuyushuchudianyadewending，xianliubaohudianlugongzuoshijianduan

，danxiangyingshijianhuixiangyingchangyixie。

2)模塊帶輸出電容啟動，輸出電壓穩定
當dang模mo塊kuai帶dai大da電dian容rong啟qi動dong時shi
，需xu對dui電dian容rong迅xun速su充chong電dian，以yi維wei持chi輸shu出chu電dian壓ya穩wen定ding，啟qi動dong瞬shun間jian會hui產chan生sheng一yi個ge大da的de電dian流liu。啟qi動dong過guo程cheng中zhong大da電dian流liu持chi續xu時shi間jian太tai長chang，模mo塊kuai控kong製zhi芯xin片pian的de保bao護hu功gong能neng就jiu會hui達da到dao極ji限xian，會hui出chu現xian啟qi動dong不bu良liang現xian象xiang即ji輸shu出chu電dian壓ya不bu能neng正zheng常chang建jian立li；另(ling)外(wai)

，容(rong)性(xing)負(fu)載(zai)的(de)大(da)小(xiao)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)，在(zai)有(you)嚴(yan)格(ge)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)要(yao)求(qiu)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)就(jiu)會(hui)出(chu)現(xian)應(ying)用(yong)故(gu)障(zhang)。一(yi)般(ban)自(zi)饋(kui)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)和(he)供(gong)電(dian)電(dian)壓(ya)是(shi)正(zheng)比(bi)關(guan)係(xi)，在(zai)輸(shu)出(chu)達(da)到(dao)正(zheng)常(chang)電(dian)壓(ya)之(zhi)前(qian)，芯(xin)片(pian)VCC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。