Transient Time bei Schaltreglern

[Vurtne (Gast)]

Hallo,

suche gerade nach einem Buck/Boost Schaltregler, der ein GSM Modul (mit 
4V) versorgen soll.
Die Schwierigkeit liegt hauptsächlich darin, über eine kurze Zeit hinweg 
(600µs) einen hohen Strom (2A) zur Verfügung zu stellen und zwar ohne 
dass die Spannung nennenswert (>400mV) einbricht.

Natürlich gibt es sehr viele Schaltregler, die 2A stabil liefern können, 
das Problem ist der schnelle Lastwechsel und die Zeit, die der interne 
Regler bei einem solchen Lastwechsel braucht, um zu reagieren.
Diese Zeit lässt sich prinzipiell mit einem Kondensator überbrücken, die 
Frage ist nur, wie groß er sein muss.

Bei diesem Schaltregler von TI (TPS63027, 
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps63027.pdf) findet sich auf Seite 16 
Figure 15; dort ist das Verhalten bei einem Lastwechsel von 0A auf 1A 
beschrieben.

Welche Testbedingungen liegen dieser Kurve zugrunde?
Wird davon ausgegangen, dass Kondensatoren ausgangsseitig den 
Lastwechsel zunächst abfangen?

Weiter oben (10.2.2.3.2) steht auch, dass ein größerer Kondensator einen 
geringeren Einbruch verusacht - klingt logisch.
Allerdings ist nicht angegeben, mit welchen Kondensatoren die Kurve 
aufgenommen wurde.

Oder bezieht sich die Abbildung nur das Verhalten des Schaltreglers, 
sodass im Testsetup kein oder nur ein ganz kleiner Kondensator verwendet 
wurde?
Das würde aber bedeuten, dass der Schaltregler den Strom extrem schnell 
zur Verfügung stellen kann, man sieht in der Abbildung einen sehr 
steilen Anstieg im Strom bishin zu 1A. Ist das so?



Vielen Dank schonmal

[Al3ko -. (al3ko)]

Vurtne schrieb:
> Die Schwierigkeit liegt hauptsächlich darin, über eine kurze Zeit hinweg
> (600µs) einen hohen Strom (2A) zur Verfügung zu stellen und zwar ohne
> dass die Spannung nennenswert (>400mV) einbricht.

i=C*dv/dt
i=2A
dv/dt=400mV/600us
C=2A*600us/400mV=3mF

Wobei der geschlossene Regelkreis in Wirklichkeit dazu beiträgt, dass 
die Ausgangsspannung beim Lastwechsel konstant gehalten wird.

Kommt also auch auf die Reglerauslegung darauf an.

Gruß,

[Vurtne (Gast)]

Al3ko -. schrieb:
> C=2A*600us/400mV=3mF

Ja gut - so kann man es natürlich auch machen, also den kompletten Burst 
wegpuffern. Das Problem hier wäre nur, dass Kondensatoren in dem 
Kapazitätsbereich vergleichsweise große Abmessungen haben und Platz ist 
in der Anwendung hier etwas knapp.

Ein kleinerer Kondensator müsste auch reichen, er muss ja nur den 
Zeitraum puffern, den der Schaltregler zum nachregeln braucht. Daher die 
Frage, wie die Messung aus dem Datenblatt zustande kommt.

[Leo C. (rapid)]

Vurtne schrieb:
> Daher die
> Frage, wie die Messung aus dem Datenblatt zustande kommt.

Ganz einfach: mit der Schaltung am Beginn des Kapitels 10.2, also 2 x 
22µF.

[Vurtne (Gast)]

Leo C. schrieb:
> mit der Schaltung am Beginn des Kapitels 10.2

Das ergibt natürlich Sinn - vielen Dank :)

[Gerd E. (robberknight)]

Vurtne schrieb:
> Bei diesem Schaltregler von TI (TPS63027,
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps63027.pdf)

Du hast die Bauform von dem Teil gesehen? BGA mit 0,4mm Pitch. Auch wenn 
mehrere Pins nebeneinander das selbe Signal führen und Du damit kein 
kompliziertes Fanout hast ist das Ding nicht ganz ohne.

Zur Regelgeschwindigkeit:

Ich würde sagen tendenziell sind Regler mit Current-Mode-Feedback 
schneller als welche mit Voltage-Mode-Feedback.

Und auch das Umschalten zwischen PWM und PFM kostet 
Regelgeschwindigkeit. Es bringt dafür aber einiges an Effizienz bei 
niedriger Last.