Полезно ли рассматривать входную емкость SMPS как часть LC-фильтра?

Я согласен, что это похоже на низкочастотный фильтр LC, но внешний вид может быть обманчивым: обратите внимание, что для анализа вы должны использовать ступенчатую характеристику .

Я лично представляю, что это ближе к резонансной параллельной LC-цепи с двумя конденсаторами; емкость входного конденсатора и переключателя , которые значительно изменяются во время переключения и становятся постоянными, когда все успокаивается.

Это несколько упрощенный взгляд, но я считаю, что его достаточно для большинства схем.

Рассмотрим токи при включении ключа, предполагая, что конденсатор уже заряжен: ток течет из конденсатора в ключ, а ток течет из катушки индуктивности в ключ, поэтому эффективное направление тока в LC-сети противоположно, поэтому это не классическая последовательная схема, и ее можно рассматривать как параллельную схему, по крайней мере, для переходных процессов.

Для анализа переходных процессов я считаю, что это точный метод анализа.

Когда переключатель размыкается, ток уменьшается, но остается встречным.

Обратите внимание на затухающий звон на ваших графиках; это собственная частота вашей схемы. Вы видите сильно затухающее колебательное поведение.

Также важно понимать, что большой конденсатор, такой как используется в импульсном источнике питания и подвергается воздействию скорости перехода тока, измеряемой в несколько десятков наносекунд, имеет довольно сложную модель (см. рис. 10).

По определению импульсный источник питания включает главный выключатель для подачи энергии на выход; произойдет быстрое изменение входного тока, и если скорость будет достаточно высокой (из-за внезапного изменения выходного тока), на клемме Vin может возникнуть скачок напряжения, достаточный для повреждения контроллера. Это также может привести к выходным данным и, возможно, вызвать нестабильность, которая может вызвать неприятные моменты.

То же самое происходит и при выключении главного выключателя (знак спайка меняется).

В даташите LTC3630 есть отличное обсуждение этого вопроса; так как ссылки иногда умирают, я воспроизведу обсуждение здесь:

Керамические конденсаторы и слышимый шум

Более дешевые керамические конденсаторы теперь доступны в корпусах меньшего размера. Благодаря высокому току пульсаций, высокому номинальному напряжению и низкому ESR они идеально подходят для импульсных стабилизаторов. Однако следует соблюдать осторожность при использовании этих конденсаторов на входе и выходе. Когда на входе используется керамический конденсатор, а питание подается от настенного адаптера по длинным проводам, скачок нагрузки на выходе может вызвать звон на входе, VIN. В лучшем случае этот звон может быть связан с выходом и ошибочно принят за нестабильность шлейфа. В худшем случае внезапный бросок тока через длинные провода потенциально может вызвать всплеск напряжения на VIN, достаточно большой, чтобы повредить деталь.

Для приложений с индуктивным сопротивлением источника, например, с длинным проводом, может потребоваться электролитический конденсатор или керамический конденсатор с последовательным резистором параллельно с CIN для гашения звона входного источника питания. На рис. 5b показана эта схема и типичные значения, необходимые для подавления звона.

Вы можете рассматривать предложенную схему как снижение эффективной добротности эффективной входной цепи (уменьшается размер звона). отмечу, что термин$\sqrt \frac {L} {C}$проявляется в уравнениях коэффициента демпфирования .

Я хотел бы отметить, что также указано использование электролитического (алюминиевого) конденсатора; в первом приближении это простая сеть RLC для низких частот, но, как отмечалось в предыдущей ссылке, производители предостерегают от использования этой простой модели для любого электролитического устройства.