1. 簡(jiǎn)介
前文 [BUCK電路輸出紋波電壓有哪些組成部分？] 介紹了BUCK電路輸出端的紋波電壓由三個(gè)部分組成：輸出電容ESL紋波電壓 ?V(COUT,ESL) 、輸出電容ESR紋波電壓 ?V(COUT,ESR) 、輸出電容COUT紋波電壓 ?V(COUT,C) 。
此文，綜合以上三種紋波電壓，得出BUCK電路輸出端的總紋波電壓表達(dá)式。
2. 輸出電容ESR紋波電壓
下圖所示，且參考《開(kāi)關(guān)電源寶典 降壓電路(BUCK)的原理與應(yīng)用》“3.3.11 輸出電容的瞬時(shí)電流、平均電流和有效電流”章節(jié)內(nèi)容可知，降壓電路輸出電容上的電流等于電感上的紋波電流 ?IL 。
所以，在已知電感上的紋波電流 ?IL 和輸出電容 ESR 的情況下，輸出電容ESR紋波電壓分量可以表示如下：
3. 輸出電容COUT紋波電壓
前文 [如何推導(dǎo)輸出容性紋波電壓的表達(dá)式？——也談數(shù)學(xué)之美] 中分別使用了積分方法和幾何方法推導(dǎo)出了輸出電容COUT紋波電壓分量，即公式(3.177)和(3.178)
4. 輸出紋波電壓
在已知 ?V(COUT,ESL) 、 ?V(COUT,ESR) 、 ?V(COUT,C) 三個(gè)分量的情況下，BUCK電路輸出端總的紋波電壓 ?V_COUT 可以表示為
因?yàn)檩敵鲭娙軪SL紋波電壓 ?V(COUT,ESL) 較小，通?？梢院雎?。所以，上述輸出紋波電壓公式可以簡(jiǎn)化為
將 ?V(COUT,ESR) 和 ?V(COUT,C) 的計(jì)算公式(3.176)和(3.178)代入上述公式有
其中，C_OUT 是輸出電容[F]，ESR_COUT 是輸出電容的等效串聯(lián)電阻參數(shù)[Ω]，F(xiàn)_SW 是開(kāi)關(guān)頻率[Hz]，I_OUT 是負(fù)載電流[A]，D 是降壓電路的占空比[無(wú)量綱]。
這里需要說(shuō)明的是：公式(3.197)是BUCK電路工作在CCM模式下的輸出紋波電壓表達(dá)式；DCM模式下的輸出紋波電壓表達(dá)式與此不同，具體將在后續(xù)文章中給出。
5. 計(jì)算實(shí)例
上述實(shí)例電路中，輸出電容C6和C9的型號(hào)分別為 16TQC150MYF (CAP, TQC, 150uF, 16V, +/-10%, 0.05 ohm, SMD) 和 C3225X7R1C226M250AC (CAP, CERM, 22uF, 16V, +/-20%, X7R, 1210)。
C6 / 150uF / 16TQC150MYF 是導(dǎo)電性聚合物鉭固體電解電容器(POSCAP)，其ESR參數(shù)為 0.05 OHM；
C9 / 22uF / C3225X7R1C226M250AC 是陶瓷電容，其ESR參數(shù)為 0.0021 OHM（僅為 0.05 OHM 的 4.2% ，因此在實(shí)際計(jì)算中，也可以被忽略）。
在該實(shí)例電路最大輸入電壓36V、輸出電壓12V、功率電感15uH、開(kāi)關(guān)頻率400kHz的情況下，其紋波電流大小為 ?IL = ( 36V - 12V ) * 12V / ( 36V * 15uH * 400kHz ) = 1.33A。
因此，根據(jù)(3.197)計(jì)算得到該實(shí)例電路輸出端的紋波電壓大小為?V = 1.33A * ( (0.05OHM+0.0021OHM) + (1/(8*172uF*400kHz)) ) = 71.70mV因?yàn)樵搶?shí)例電路的輸出電壓為12V，相對(duì)較大，所以71.70mV的紋波占比很小，是可以被忽略或者說(shuō)是可以接受的。
6. 總結(jié)
此文，
1）給出了BUCK電路輸出端的ESR紋波電壓、COUT紋波電壓和總紋波電壓的計(jì)算公式；
2）通過(guò)實(shí)例電路說(shuō)明了總紋波電壓的計(jì)算方法。
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