Texas Instruments TI-PMLK Bedienungsanleitung Seite 60
Power-management-laborkit buck-experimentierbuch
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Experimentelle Oszilloskopkurven
Die Diagramme in den Abbildungen 9 und 10 zeigen das Einschwingverhalten des Abwärtsreglers TPS54160 unter Last bei verschiedenen Kondensatorkonfigurationen und Eingangsspannungen.
200 mV/div,
500 mA/div
Anstiegsgeschwindigkeit
des dynamischen
Laststroms 9 mA/ms
Abbildung 9. V
=6V, I
=0.5↔1.5A, f
in
out
J
23
Die für die Prüfung zu Abbildung 9 konfigurierte Kompensation stellt sicher, dass der Regler eine Phasenreserve von 52° an der Übergangsfrequenz 15 kHz hat, wenn die Eingangsspannung 36 V und der
Laststrom 1.5 A beträgt, wie dies für die Prüfung zu Abbildung 7 der Fall ist. Allerdings sind die Ausgangsspannungsspitzen in Abbildung 9 mit einer Größe von 300 mV viel größer als die 20-mV-Span-
nungsspitzen in Abbildung 7. Daraus geht hervor, dass wir uns nicht einfach auf eine hohe Übergangsfrequenz verlassen können, um ein Überschießen der Ausgangsspannung bei Lasttransienten zu
begrenzen, sondern zugleich einen ausreichend großen Ausgangskondensator benötigen, um eine optimale dynamische Leistung zu erzielen. (In [4] sind weitere Informationen zur Auswahl der Aus-
gangskondensatoren für Point-of-Load-Regler, die schnellen Lasttransienten ausgesetzt sind, zu finden.) Wie auf der vorherigen Seite angemerkt wurde, wird die Größe der Ausgangsspannungsspitzen
durch die Anstiegsgeschwindigkeit des von der elektronischen Last erzeugten dynamischen Stroms beeinflusst. In der Prüfung zu Abbildung 9 beträgt die Anstiegsrate 9 mA/ms. Theoretisch müsste eine
Anstiegsrate der dynamischen Last von mehr als 10 mA/ms bei C
TPS54160 durchführen, ist zu beobachten, dass die Wellenform der Ausgangsspannung während des Zeitraums, in dem der Laststrom niedrig ist, hochfrequente Schwingungen aufweist. Dies ist die Aus-
wirkung des Überspannungsschutzes des TPS54160. Der TPS54160 verfügt über einen Überspannungskomparator, der aktiviert wird, wenn die Ausgangsspannung mehr als 109 % der Nennspannung
beträgt (dies sind ca. 300 mV bei einer Vout-Nennspannung von 3.3 V). Wenn der Überspannungskomparator aktiviert wird, wird der High-Side-MOSFET ausgeschaltet und erst wieder eingeschaltet,
wenn die Ausgangsspannung unter 107 % des Vout-Sollwerts fällt. Durch Vergleichen von Abbildung 10 mit Abbildung 7 lässt sich die Auswirkung einer Erhöhung der Eingangsspannung beobachten.
Die Spitze-zu-Spitze-Welligkeit der Ausgangsspannung ist in Abbildung 10 viel größer als in Abbildung 7 (beachten Sie Experiment 2, um den Zusammenhang zwischen der Eingangsspannung und der
Spitze-zu-Spitze-Welligkeit der Ausgangsspannung bei einem Abwärtsregler aufzufrischen), während die Größe der Ausgangsspannungsspitzen bei Lasttransienten nahezu identisch ist. Dieses letzte
Merkmal ist der Effekt des PCC-Schaltkreises, der den Abwärtsregler sehr wenig empfindlich gegenüber der Eingangsspannung macht.
2.00 ms/div
Ausgangsspannung
Laststrom
=500kHz, C
=C
=10mF (Keramik),
s
out
17
and
J
gebr.
24
= 10 mF und sowohl
out
20.0 mV/div,
500 mA/div
Abbildung 10. V
in
J
als auch
J
gebrückt die Größe der Ausgangsspannungsspitzen erhöhen. Wenn Sie diese Prüfung mit dem
23
24
Ausgangsspannung
=36V, I
=0.5↔1.5A, f
=500kHz, C
=C
=220mF (Keramik),
out
s
out
16
J
and
J
offen
23
24
2.00 ms/div
Laststrom
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