Frecuencia de resonancia propia de MLCC en el circuito del convertidor Buck

  

Creo que no debería haber problemas de inestabilidad siempre que la frecuencia de resonancia de la combinación inductor / condensador esté muy por encima o por debajo de 1MHz.

La estabilidad depende principalmente del comportamiento del circuito dentro del ancho de banda del bucle de control y ligeramente por encima. Como dice otra respuesta, un parámetro clave es el margen de fase del bucle de control. Esto se mide a la frecuencia en que la ganancia de bucle abierto pasa a través de la unidad.

Esta frecuencia es generalmente mucho más baja que la frecuencia de conmutación del regulador, por lo general hasta 10 veces, por lo que aproximadamente 100 kHz en su ejemplo (pero lea su hoja de datos y analice su diseño para descubrir qué hay en su circuito en particular ).

Editar: Debo agregar, el condensador de salida también es importante para suavizar la ondulación de la forma de onda de conmutación. Este es un problema separado de la estabilidad del bucle de control. Como dice otra respuesta, la forma de onda de conmutación contendrá armónicos muy por encima de la frecuencia fundamental, por lo que es probable que desee incluir algún condensador de menor valor, mayor SRF, en paralelo con su MLCC de 47 uF para tratar esos componentes.

Está bien para frecuencias por debajo de 1 MHz pero, debido a que la PWM es una forma de onda de conmutación rápida, habrá armónicos hasta varios cientos de MHz. Aquellos armónicos que son más altos que la frecuencia de resonancia propia de la serie de capacitores serán progresivamente menos atenuados.

Esto podría significar un voltaje de salida ruidoso y uno que emite EMI.

Los criterios de selección críticos deben considerar tanto la atenuación de la ondulación de las relaciones de impedancia de (ESR + Xc) con (DCR + XL) como también el margen de fase.

El margen de la fase debe ser de al menos 45 grados para evitar un timbre considerable después de las cargas transitorias. La Q en la frecuencia de cruce debe reducirse para evitar grandes excursiones de fase. Si su SRF es demasiado baja en relación con la frecuencia de conmutación, el margen de fase se verá comprometido. Una ESR más alta puede facilitar esto, lo que reduce Q y mejora el margen de fase a expensas de una mayor fluctuación.

Aquí hay un ejemplo de lo que quise decir.

Tenga en cuenta que la SRF a 1MHz no tiene un efecto negativo en la respuesta a 1MHz, pero la elección de 47uH ahora con un choke de 2uH causa una resonancia grave cerca de 37KHz con una ganancia de 20dB y, por lo tanto, un margen de fase muy pobre con la Q alta resultante. 10.

Por lo tanto, el valor de LC y Q determinado por la relación X (f) / (DCR + ESR) es mucho más crítico que el SRF de C.