AN051 输入电容选择 MP2130
产品信息
MP2130 输入电容选型指南
MP2130 是一款带有内部功率 MOSFET 的单片降压开关模式转换器。 它可以从 3.5V 至 2.7V 输入电压提供 6A 连续输出电流以及出色的负载和线路调节tage. 该器件具有内置软启动功能，有助于 ramp 提高输出音量tage 以受控的转换速率，防止启动时的过冲。 MP2130 还包括在禁用时通常为 1ms 的软停止时间，这 ramp降低内部基准，从而使输出线性放电。
抽象的
本应用笔记提供了为 MP2130 选择合适的输入电容器的指南。 它描述了过冲的来源，并提供了一种选择合适的输入电容器以保护 IC 免受过电压影响的方法tag损坏。
为什么会超调 Voltage发生
过冲量tage 的出现是因为在软停止期间电感电流突然放电。 防止过压tage损坏，一个大的输入电容可以吸收过冲voltage.
选择合适的输入电容
为确保 LS-FET 电流不超过负电流限制，使用平均值计算电感电流。 如果负电感电流小于负电流限制，则输出电压tage可以在固定的软停止周期内从标称值调节到0V。 在软停止期间，使用手册中提供的公式估算最低负电感电流。
产品使用说明：MP2130输入电容选型指南
为 MP2130 选择合适的输入电容：
- 仔细阅读手册，了解overshoot vol的来源tage 和输入电容器的需要。
- 计算电感电流的平均值以确保 LS-FET 电流不超过负电流限制。
- 使用手册中提供的公式估算软停止期间的最低负电感电流。
- 选择可以吸收过冲电压的输入电容tage 并满足手册中推荐的最小电容值。
- 根据制造商的说明安装输入电容器。
按照这些步骤，您可以为 MP2130 选择合适的输入电容器，以保护 IC 免受过压tage 损坏并确保设备的正常运行。
抽象的
卷的根本原因tag本应用笔记介绍了软停止期间输入引脚上的过冲以及如何选择输入电容器。 在轻负载和大输出电容器条件下，降压 IC 以软停止模式运行，并且可以充当不需要的升压电路。 本应用笔记描述了如何选择合适的输入电容器来吸收稳压输出电容器的能量，以防止输入过压tage. 它也适用于其他具有软停止功能的 Buck 部件。
MP2130 输入电容选型指南
MP2130 是具有内置内部功率 MOSFET 的单片降压开关模式转换器。 它从 3.5V 至 2.7V 输入电压实现 6A 连续输出电流tage 具有出色的负载和线路调节。 MP2130 具有内置软启动功能amp提高输出音量tage 以受控的转换速率，避免启动时的过冲。 禁用时， MP2130 ramp降低内部基准，从而使输出线性放电。 软停止时间通常约为 1 毫秒。
在软停止期间，低侧内部 MOSFET 开关以控制输出电压的转换率tage 跟随内部参考。 在轻负载和大输出电容条件下，高侧 MOSFET 在软停止过程中几乎关闭。 存储在输出电容中的能量通过电感传输到输入电容。 如图 1 所示，拓扑变为升压转换器，其中高侧 MOSFET 充当寄生二极管。tage 导致输入电容过冲； 有时这种超调会超过绝对最大音量tage (VABS) 的输入引脚，并可能损坏 IC。 为防止这种情况，请根据此输入电容器选择指南增加输入电容器值以吸收此能量。
介绍
一些特殊的应用或测试过程需要输出卷tage 在固定时间内以规定的速率下降被禁用：此功能称为软停止。 通常，此函数会导致输出 voltage 平稳下降，类似于软启动。 在轻负载和大输出电容器条件下必须小心，因为可能会出现过冲电压tage 在输入引脚上造成这种现象。 为了保护 IC 不被这种过冲损坏，需要增加输入电容来吸收这种过冲。本应用笔记描述了过冲的来源，并提供了一种选择合适的输入电容的方法。
为什么超调 VOLTAGE发生
图 1 显示了软停止期间的拓扑变化。 在软停止期间，低侧内部 MOSFET (LS-FET) 切换以控制输出电压的压摆率tage，它遵循内部参考。 在轻负载和大输出电容条件下，高侧 MOSFET 仅在软停止期间的一小段时间保持导通。 当 LS-FET 开关时，电感器电流开始从输出电容器流向 SW 引脚。 输出电容CO1、CO2、电感L、LS-FET、寄生二极管D1、输入电容CIN构成升压电路。 这可能会导致卷tage 在 VIN 引脚上快速上升和过冲，如图 2 所示。为了保护 IC 免受过压tage损坏，使用大输入电容吸收过冲。
选择合适的输入电容
A。 LS-FET 电流不能超过负电流限制
为了简化分析，使用平均值计算电感电流。 如果负电感电流小于负电流限制，则输出电压tage可以在固定的软停止周期内从标称值调节到0V。 您可以参考图 2。在软停止期间，使用以下等式估算最低负电感电流：
其中 INeg 是最负电感电流，
- OC是输出电容，
- OV是输出音量tage,
- SStopt 是软停止时间。
在这种情况下，存储在输出电容器中的所有能量都转移到输入电容器。 考虑电感器、低侧 MOSFET (LS-FET) 和寄生二极管的传导损耗，估计升压转换器的传输效率为 80%。 因此，转移的能量可以通过以下等式计算：
其中 WBoost 是转移的能量。
为了吸收这种能量并保护 IC，电流输入电压tage 加上过冲量tage 不能超过输入引脚上的 VABS。 所需的最小输入电容可计算如下：
其中 CIN(Min) 是最小输入电容，VABS 是输入引脚的绝对最大值。
b. LS 电流超过负电流限制
有时输出电容中存储的能量非常大（当输出电压tage 高，或输出电容大，或两者兼而有之）。 该IC不能调节输出电压tage 在软停止期间使用内部基准，因为保护 LS-FET 的负电流限制可防止高电流传导。 在这种情况下，输出卷tage 在软停止期间不会降至零，并且电感器电流受 LS-FET 的负电流限制限制，如图 3 所示。
输出电容器在电流限制下放电。 如果输出电容超过 CO(Max)，则电感电流限制为：
其中CO(Max)为电感电流负极限的边界值；
INeg_Lim 是 LS-FET 的负电流限制。
图 3 还显示了电流达到负电流限制时的简化传输模式。 在这种模式下，与负电流限制值相等的电流吸收器对输出电容器进行放电。 考虑到电感器、LS-FET 和寄生二极管上的传导损耗，估计升压转换器传输效率为 80%。 那么转移的能量可以计算如下：
现在可以计算所需的最小输入电容：
EXAMP设计
以下是一个示例amp使用前面描述的 MP2130 详细设计程序计算输入电容。 MP2130 是一款具有内置内部功率 MOSFET 的单片降压开关模式转换器。 它从 3.5V 至 2.7V 输入电压实现 6A 连续输出电流tage. 它具有出色的负载和线路调节。 计算基于以下参数：
- VABS=6.5V
- INeg_Lim=2.5A
- tSStop=1ms
- 车辆识别号=4.5V
- VO=3.3V
- L=1μH
- CO=10µF + 470µF 电容。
首先，CO_Max 是根据等式（4）计算的：
在此例中ample，CO小于CO_Max，电感电流不会超过负电流限制。 使用等式 (2) 和 (3)，或等式 (5) 和 (6) 计算输入电容值。 所需的最小输入电容为：
因此，最小输入电容应大于 190µF，最好使用 330µF 的电容。amp乐。 以下是此示例的最小输入电容与输出电容的曲线amp勒。
结论
input vol 的根本原因tag本应用笔记介绍了软停止期间的过冲以及如何选择输入电容。 在具有大输出电容器的轻负载条件下，软停止模式可用作升压电路。 本应用笔记介绍了如何选择合适的输入电容值来吸收稳压输出电容的能量。 设计前amp文件和程序还可以帮助工程师根据不同的输出电容值开发简单的解决方案。
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