小型DC/DC开关电源容性负载的研究
0 引言
在DC／DC开关电源的应用中，输出负载端外接电容能起到滤波、抑制干扰的作用，在某些大容性负载动态跳变的设备中，要求电源输出端有快速响应，这就要求开关电源有较强的带容性负载的能力，并且有好的稳定性能。在开关电源的设计过程中，要充分理解并实现客户负载使用的特殊要求，必须分析开关电源容性负载能力的两种不同状态要求。
1 容性负载的要求
开关电源的基本特性中，一般并没有对容性负载能力做出严格的规范。一般电源都可带相当容性的负载，但考虑到电源的过流保护能力，尤其是输出短路保护，容性负载能力不可能太大，否则保护能力变差。对于多路输出的模块所带容性负载，其分配原则是电容的存储总能量不能超过0．25J，包括主路的电容存储能量与辅助电路的存储能量的总和(1／2∑CU2)。依此计算，在设计中最大容性负载的选取如见表l(电路和输出功率不同的模块的最大容性负载会各不相同，实际选用和使用时需要参照相关给定的技术参数手册)在实际设计和应用中，开关电源输出容性负载能力由以下两种要求来调试和测试：
1)电源稳定工作，仅负载由空载到满载跳变，输出电压稳定
当模块正常工作时，DC／DC开关电源可以等效为电压源，其输出等效电路图和简化后的等效电路图分别如图1和图2所示。其中，U是输出电压，RS是等效内阻，RL是输出负载电阻，C是输出电容，
根据图2有
可认为开关S闭合前电容电压UC为零，由式(1)可得
由上述计算，可以看出电容电压VC是按指数规律不断上升，要使输出电压更快更稳定的建立，电源输出内阻要小，一般通过高增益、快速响应的输出稳压反馈环路，可以实现性能的改善和提高。
但由于存在输出电感的储能，电压反馈和前端峰值电流控制的作用，电容电压并不完全是由零开始上升的指数波形，见图3。
输出电压的稳定过程中，一方面由输出滤波电感的储能来逐步补充，另一方面由反馈环控制电路原边快速输出更大功率。输出电感的取值一般由电流纹波系数λ和电源的空载特性来确定，为了避免容性跳变输出电压过大的下冲，使控制电路达到极限，电感的取值要大于λ的理论值计算所得数值，但同时也要考虑输出失载时的电压上冲幅度，所以输出电感也不能太大，大的电感一般不易制作、成本较高，所以电感的实际取值可以用实验的方法得到。图4给出了输出电感Lout不同取值时，容性负载突变时输出电感电流的跳变波形和最大的容性负载能力。
