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滤波电容器的选择标准在线性稳压器中的应用
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摘要：虽然稳压器供应商通常建议在他们的设备中使用通用的滤波电容，但是这些建议往往都含糊不清, 未能考虑到大量的公共数据网旁路网络在电压调节模块上的的响应带来的影响。
关键词：滤波电容器、在线性稳压器
滤波电容网络
图1 描述了一个通用的公共数据网络概念模型
图1 通用的公共数据网络概念模型
从左到右我们看到，开关电源电压调节模块的开关功率级，电压调节模块的有效传递函数阻抗，大容量的旁路电容分支，一系列互联电感和最后安装的集成电路负载。集成电路负载可能拥有自己的内部电容。优化公用数据网滤波器包括以下几方面：
- 只购买实现高频性能所需数量的电容。
- 只购买实现低频性能所需电容的大小数值。
- 为稳态响应插入所需的频率补偿。
公共数据网络设计可以根据电压调节模块中大容量电容的有效频率范围分为强耦合或弱耦合。紧密耦合设计是与高频电容器并行等效阻抗相比，互连阻抗很小的，位于电压调节模块上频率响应之下的设计。对于大部分线性稳压器来说，频率极限是1MHz。尤其是大多数具有线性稳压器的印刷电路板公共数据网络都是强耦合。
在强耦合设计中，分布式的旁路网络直接通过电压调节模块的闭环响应被加载到电压调节模块上。分布式的高频电容器提供不能被大容量电容复制但必须在电压调节模块误差响应中存在的电容值。因为公共数据网络的高频性能约束着大部分电容的数量和数值，因此电压调节模块的滤波器设计通常是先设计高频网络，然后利用此网络来满足电压调节模块需求。
所有的电压调节模块都位于核心的反馈控制系统中。印刷电路板的公共数据网和集成电路被加载到输出放大器上来改变闭环传输函数。主要关心的对象是实现一个无条件稳定响应适用于高频旁路网络和任何大型集装的集成电路电容。
一个不幸的现实是大多数线性稳压器数据表和应用说明都未能详细介绍可接受滤波电容器参数值。在许多情况下，供应商只是模糊地推荐通用电容器类型如钽或铝电解电容器。其他情况下，供应商会介绍他们的产品可以接受低等效串联电容的片式多层陶瓷电容器，除此之外再无其他介绍。下面介绍的通过利用仿真手段描述电压调节模块的特性来进行设计的方法可以规避以上提到的不足。
设计步骤
1、将所有的公共数据网负载电容相加当作线路上所有并联等效高频电容，对于任何大型集成电路内部电容也一样，当成CPDN。
2、确定最初的大容量滤波电容：CBULK_INITIAL是制造商要求的电压调节模块大容量电容和CPDN 的差异。
3、选择一个积层陶瓷晶片电容, 或在必要时为电容并联积层陶瓷晶片电容器，数值要大于等于CBULK_INITIAL。
4、电压调节模块加载公共数据网络与CBULK_INITIAL 的并联来进行瞬态仿真。
5、如果瞬态模拟显示小于1.5 周期振铃, 设计是稳定的。在设计中，CBULK_INITIAL 的花费和积层陶瓷晶片电容一样昂贵，因此可以选择一个低成本的电解质电容作为替换。否则，积层陶瓷晶片电容作为CBULK_INITIAL 的替代是最后的选择。
如果瞬态模拟显示超过1.5 周期振铃，那么就需要等效串联电阻的主极点。下一步的任务就是确定主极点的数值，并且在此基础上确定一个最终的大容量滤波电容器的数值。
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