細(xì)說Buck變換器的輸出電容

Buck變換器的輸出電容是整個(gè)Buck電路重要的組成部分，輸出電容的作用就是將輸出電壓穩(wěn)定在期望的電壓值，減少電壓的波動。

Buck電路的輸出電容的容值選擇是非常重要的，如果這個(gè)電容的容值比較大，在整個(gè)PCB布局及BOM成本中的比重都比較大；如果電容值偏小影響電壓的穩(wěn)定度，電源紋波電壓的大小，電源能夠承載負(fù)載變化的能力變小。

如果輸出電容選型不合適會導(dǎo)致電路工作異常。但是很多電路設(shè)計(jì)的講解的課程和選型的過程中，都會給一個(gè)沒有推導(dǎo)過程的公式，如公式5.12。

但是實(shí)際選型時(shí)候，往往都不用這個(gè)公式，讓大家摸不著頭腦。

在這種情況下，需要考慮這個(gè)電壓值與電容上的ESR承載電感上的紋波電流導(dǎo)致的紋波電壓的疊加。也就是UESR=IL*ESR，雖然這兩個(gè)電壓存在相位差，但是很多為了保險(xiǎn)起見，會疊加考慮，如圖5.22所示。

關(guān)于負(fù)載突變，怎么個(gè)變化方法，很難明確。有些處理器的規(guī)定，電源電流的變化率必須在某個(gè)范圍之內(nèi)，所以不會考慮0~Imax（最大負(fù)載電流）這種極端情況，因?yàn)榭缍忍螅瑹o法考慮。所以這種會給定一個(gè)電流跳變的速率范圍。

但是很多不是特別大電流的場景，我們直接計(jì)算最極端情況：0A電流突變到最大電流，如同有個(gè)開關(guān)，本來負(fù)載是正常接入電路的，突然把開關(guān)打開，這樣原來流向負(fù)載的電流，只能流向電容，導(dǎo)致電容進(jìn)行充電，會導(dǎo)致電容上面電壓增加，如圖5.23。

圖5.23負(fù)載變化測試電路示意圖

但是我們期望的是，電感上所有的能量全部轉(zhuǎn)移到電容上，電容的電壓仍然不會超標(biāo)。電感上面的能量計(jì)算：

審核編輯：劉清