Ist es sinnvoll, sich die SMPS-Eingangskapazität als Teil eines LC-Filters vorzustellen?

Ich stimme zu, dass es wie ein LC-Tiefpassfilter aussieht, aber das Aussehen kann täuschen: Beachten Sie, dass Sie für die Analyse die Sprungantwort verwenden sollten .

Ich persönlich stelle es mir eher als eine Resonanz-Parallel-LC-Schaltung mit zwei Kondensatoren vor; Eingangskondensator und Schalterkapazitäten , die während des Schaltens erheblich variieren und statisch werden, sobald sich die Dinge beruhigt haben.

Dies ist eine etwas vereinfachte Ansicht, aber ich habe festgestellt, dass sie für die meisten Schaltungen gut genug ist.

Betrachten Sie die Ströme beim Einschalten des Schalters, vorausgesetzt, der Kondensator ist bereits geladen: Strom fließt aus dem Kondensator in den Schalter und Strom fließt von der Induktivität zum Schalter, sodass die effektive Stromrichtung im LC-Netzwerk entgegengesetzt ist ist keine klassische Reihenschaltung und kann zumindest für Transienten als Parallelschaltung angesehen werden.

Für die Transientenanalyse halte ich dies für eine genaue Analysemethode.

Wenn der Schalter öffnet, nimmt der Stromfluss ab, ist aber immer noch entgegengesetzt.

Beachten Sie das abklingende Klingeln in Ihren Plots; Dies ist die Eigenfrequenz Ihrer Schaltung. Sie sehen ein stark gedämpftes Schwingungsverhalten.

Es ist auch wichtig zu verstehen, dass ein großer Kondensator, wie er in einem Schaltnetzteil verwendet wird und Stromübergangsraten ausgesetzt ist, die in einigen 10 Nanosekunden gemessen werden, ein ziemlich komplexes Modell hat (siehe Abbildung 10).

Per Definition schaltet ein Schaltnetzteil den Hauptschalter ein, um Energie an den Ausgang zu liefern; Es kommt zu einem schnellen Übergang des Eingangsstroms, und wenn die Rate schnell genug ist (aufgrund einer plötzlichen Änderung des Ausgangsstroms), kann am Vin-Anschluss eine Spannungsspitze erzeugt werden, die ausreicht, um den Controller zu beschädigen. Dies kann sich auch auf den Ausgang auswirken und möglicherweise eine Instabilität verursachen, die zu haarsträubenden Momenten führen kann.

Dasselbe gilt übrigens, wenn der Hauptschalter ausschaltet (das Vorzeichen der Spitze ändert sich).

Im LTC3630- Datenblatt gibt es eine ausgezeichnete Diskussion zu diesem Thema; Da Links manchmal sterben, werde ich die Diskussion hier wiedergeben:

Keramikkondensatoren und hörbare Geräusche

Höherwertige, kostengünstigere Keramikkondensatoren werden jetzt in kleineren Gehäusegrößen verfügbar. Ihr hoher Welligkeitsstrom, ihre hohe Nennspannung und ihr niedriger ESR machen sie ideal für Schaltregleranwendungen. Beim Einsatz dieser Kondensatoren am Ein- und Ausgang ist jedoch Vorsicht geboten. Wenn am Eingang ein Keramikkondensator verwendet wird und die Stromversorgung über einen Wandadapter über lange Drähte erfolgt, kann ein Lastsprung am Ausgang ein Klingeln am Eingang VIN hervorrufen. Bestenfalls kann dieses Klingeln mit dem Ausgang koppeln und als Schleifeninstabilität missverstanden werden. Im schlimmsten Fall kann ein plötzlicher Stromstoß durch die langen Drähte möglicherweise eine Spannungsspitze bei VIN verursachen, die groß genug ist, um das Teil zu beschädigen.

Für Anwendungen mit induktiver Quellenimpedanz, wie z. B. einem langen Draht, kann ein Elektrolytkondensator oder ein Keramikkondensator mit einem Reihenwiderstand parallel zu CIN erforderlich sein, um das Überschwingen der Eingangsversorgung zu dämpfen. Abbildung 5b zeigt diese Schaltung und die typischen Werte, die zum Dämpfen des Nachschwingens erforderlich sind.

Sie können die vorgeschlagene Schaltung so ansehen, dass sie das effektive Q der effektiven Eingangsschaltung verringert (die Größe des Klingelns wird reduziert). Ich würde den Begriff beachten$\sqrt \frac {L} {C}$zeigt sich in Dämpfungsfaktorgleichungen .

Ich möchte darauf hinweisen, dass die Verwendung eines Elektrolytkondensators (Aluminium) ebenfalls aufgeführt ist; In erster Näherung handelt es sich um ein einfaches RLC-Netzwerk für niedrige Frequenzen, aber wie im früheren Link erwähnt, warnen die Hersteller davor, dieses einfache Modell für ein elektrolytisches Gerät zu verwenden.