低壓大電流是DC/DC電源應用的趨勢，然而動態響應是電源設計一個關鍵性指標。本文將分析Buck電路動態響應影響因素。歡迎大家檢查和指教。

一、等效模型

1.1從輕載到重載

當ΔI>0時，電感電流不能突變，電容放電。

放電電流流過ESR，并在ESR上產生壓降。UESR的大小由ΔI和ESR共同決定的。

放電電流斜率在ESL上產生壓降。UESL的大小由ΔI/Δt和ESL共同決定。

1.2從重載到輕載

當ΔI<0時，電感電流不能突變，電容充電。

充電電流流過ESR，并在ESR上產生壓降。UESR的大小由ΔI和ESR共同決定的。

充電電流斜率在ESL上產生壓降。UESL的大小由ΔI/Δt和ESL共同決定。

二、仿真問題

2.1為什么輸出電壓過沖和跌落的峰值是不一樣的？

2.1.1仿真條件

2.1.2仿真結果

以上四張仿真圖形分別對應以下四種不同直流電阻Rdc下的過充和跌落電壓

（a）Rdc=0 ? （b）Rdc=5mΩ ? （c）Rdc=10mΩ ? （d）Rdc=15mΩ

2.1.3仿真小結

以上仿真結果在不同輸出電感的Rdc下，過沖電壓和跌落電壓不一樣。可能原因之一是：輸出電流跳變前后，電感電流有效值是不一樣的。那么，在電感電阻Rdc上產生的壓降也是不一樣的。

2.2為什么輸出電壓過沖和跌落時會出現一個很大的尖峰？

2.2.1仿真條件

2.2.2仿真結果

以上四張仿真圖形分別對應以下四種不同電容ESR下的過充和跌落電壓

（a）ESR=0.5mΩ ? （b）ESR=1mΩ ? （c）ESR=2mΩ ? （d）ESR=4mΩ

2.2.3仿真小結

通過從上面圖2仿真波形可以看出，當輸出濾波電容存在較大的ESR時，負載電流突然上升，導致輸出電壓存在一個下降尖峰。ESR越大，尖峰越明顯。

2.3為什么不同ESL對輸出電壓過沖或跌落影響不大？

2.3.1仿真條件

2.3.2仿真結果

以上四張仿真圖形分別對應以下四種不同ESL下的過充和跌落電壓

（a）ESL=10nH ? （b）ESL=10nH ? （c）ESL=40nH ? （d）ESL=80nH

2.3.3仿真小結

通過從上面仿真波形可以看出，當輸出濾波電容存在ESL時，負載電流突然上升，輸出電壓波形變化不大。說明此時的ESL較小，也說明此時負載電流變化率不大。

總結：

在Buck低壓大電流電源的動態響應問題上，輸出濾波電容的等效電阻ESR對過充電壓和跌落電壓影響較大。因為，負載變化瞬間，電容快速充放電。ESR上產生的壓降不可避免。目前工藝，固態電容具有較低的ESR，可有效減小尖峰電壓。

忽略電容ESR造成的影響，輸出電壓過沖和跌落的幅值，主要受到電容容量，電感大小，閉環程序的影響。

多相并聯電源在發生負載突變的情況時，多相電源相位相同比多相移相有更小的跌落電壓。