電容對(duì)于同步降壓轉(zhuǎn)換器而言，是個(gè)至關(guān)重要的組件。由于有著各種各樣的電容技術(shù)，因此，如圖1所示，在設(shè)計(jì)同步降壓轉(zhuǎn)換器時(shí)需考慮輸入和輸出電容的參數(shù)。

圖1：同步降壓直流/直流轉(zhuǎn)換器

電力電容的選擇參數(shù)如下文表1所示：

降壓轉(zhuǎn)換器性能特性需考慮的電容參數(shù)功耗有效串聯(lián)電阻(ESR)電壓紋波性能有效串聯(lián)電阻(ESR)負(fù)載瞬態(tài)（交流）性能有效串聯(lián)電感(ESR)有效串聯(lián)電阻(ESR)電容成本視技術(shù)和供應(yīng)商而定尺寸長、寬、高可靠性電容材料

表1：降壓轉(zhuǎn)換器性能vs.電容參數(shù)

下文表2所示為各類技術(shù)相關(guān)的電容特性。

電容技術(shù)ESR成本電流額定值標(biāo)準(zhǔn)鋁電解電容高低低OSCON電容低中高pOSCAp電容低高中鉭質(zhì)電容中中中陶瓷電容非常低非常高高

表2：相關(guān)電容特性

電容阻抗與頻率的比值也非常重要，因?yàn)樗鼪Q定了降壓轉(zhuǎn)換器將電容作為儲(chǔ)能容器而非感應(yīng)器的開關(guān)頻率。阻抗可受電容的ESR（有效串聯(lián)電阻）和ESL（有效串聯(lián)電感）影響，且看起來像一個(gè)U形曲線，如圖2所示。圖2中所示的自諧振頻率是電容開始用作感應(yīng)器的頻率（示例為10uF電容）。理想狀態(tài)下，我們希望降壓轉(zhuǎn)換器以電容區(qū)域的開關(guān)頻率進(jìn)行開關(guān)操作。

我們可以使用電容組合使阻抗曲線“變平”，以在推高降壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率的同時(shí)，使其仍處于電容區(qū)域內(nèi)。電容阻抗因技術(shù)和開關(guān)頻率而異。

圖2：電容阻抗與開關(guān)頻率之比

那么，如何選擇輸入和輸出濾波器選擇電容呢？

對(duì)于輸入濾波器，你需要選擇一個(gè)電容來處理輸入交流電流（紋波）和輸入電壓紋波。

對(duì)于輸出濾波器，你需要選擇一個(gè)電容來處理負(fù)載瞬態(tài)，并將輸出電壓紋波降至最低。

圖3所示方程為確定電容可以承受的輸入電流RMS（均方根）電流。根據(jù)輸入電壓、輸入電流RMS電流，以及輸入電壓峰-峰紋波，您可以根據(jù)電容數(shù)據(jù)表選擇電容。建議將鋁電解電容(AlEl)和陶瓷電容結(jié)合使用。陶瓷電容的ESR較低，且能夠降低輸入電壓峰-峰紋波，這反過來又能夠減少輸入大電容所需處理的輸入紋波電流。

圖3：輸入電容RMS電流的計(jì)算

下文表3所示為輸出電容的選擇標(biāo)準(zhǔn)：

電容參數(shù)負(fù)載瞬態(tài)性能輸出電壓紋波大電容（用于儲(chǔ)能和將能量向負(fù)載側(cè)傳遞）主要作用主要作用ESR主要作用主要作用ESL主要作用次要作用

表3：輸出電容的標(biāo)準(zhǔn)

下文圖4所示為每個(gè)輸出電容元件對(duì)降壓轉(zhuǎn)換器負(fù)載瞬態(tài)性能的作用機(jī)制

圖4：電容的負(fù)載瞬態(tài)性能標(biāo)準(zhǔn)

如下文圖5-6所示，電容的輸出電壓過沖、下沖和峰-峰電壓紋波計(jì)算值可用于確定電容。

圖5：確定輸出電壓下沖和過沖用輸出電容

圖6：確定輸出電壓峰-峰紋波處理用輸出電容

以下所示為輸出電容的一個(gè)選擇示例：

輸出電容

2A～10A負(fù)載階躍@15A/ms使用2x1000mF鋁質(zhì)電解電容器：19mWESRpLOSS=(3.32/2)2x19/2x10-3=0.024W]為了幫助降低尖峰，加入兩個(gè)10mF陶瓷電容器(1210)，分別為0.8mWESR、1.1nHESL該選擇方案能夠提供：1.7mV輸出電壓下沖10.7mV輸出電壓上沖19.9mV電壓尖峰2.8mV輸出電壓峰-峰紋波