开关电源中输出电容的ESR会影响负载的动态响应

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。

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