選擇輸出電容器的容值時(shí)，主要考慮三個(gè)因素。輸出電容器將決定調(diào)制器極點(diǎn)、輸出電壓紋波以及穩(wěn)壓器響應(yīng)負(fù)載電流顯著變化的方式。必須按照比上述三項(xiàng)指標(biāo)更為嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇輸出電容。

第一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)是穩(wěn)壓器針對(duì)顯著變化的負(fù)載電流做出的響應(yīng)。當(dāng)穩(wěn)壓器不能為負(fù)載供電時(shí)，輸出電容必須向負(fù)載提供電流。如果穩(wěn)壓器存在所需的保持時(shí)間，則會(huì)發(fā)生這種情況。在這種情況下，在斷開(kāi)輸入電源后，輸出電容器必須在指定的時(shí)間內(nèi)保持輸出電壓在特定電平以上。如果出現(xiàn)影響負(fù)載電流要求的短時(shí)間顯著提升（例如由空載狀態(tài)轉(zhuǎn)換至滿載狀態(tài)），穩(wěn)壓器也將暫時(shí)無(wú)法提供足夠的輸出電流。穩(wěn)壓器通常需要在不少于兩個(gè)控制環(huán)路時(shí)鐘周期內(nèi)觀察負(fù)載電流和輸出電壓變化，進(jìn)而通過(guò)調(diào)節(jié)占空比進(jìn)行響應(yīng)。選擇輸出電容值時(shí)應(yīng)將以下注意事項(xiàng)納入考量范圍：輸出電容在控制回路響應(yīng)負(fù)載變化前需要向負(fù)載額外提供電流。 輸出電容必須足夠大，從而填補(bǔ) 2 個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)的電流差，同時(shí)輸出電壓僅允許下降可容許值。使用Equation11 計(jì)算所需的最小輸出電容。

Equation11.

其中

• ?I_OUT 為輸出電流變化。
• f_SW 為穩(wěn)壓器的開(kāi)關(guān)頻率。
• ?V_OUTb 為輸出電壓的允許變化。

對(duì)于此示例，瞬態(tài)負(fù)載響應(yīng)指定為 5% 的輸出電壓 V_OUT 變化，負(fù)載階躍為 1.5A。對(duì)于此示例，ΔI_OUT = 1.5A，ΔV_OUT = 0.05 × 5 = 0.25V。使用這些值得到的最小電容為 30μF。該值未將輸出電容器 ESR 納入輸出電壓變化的考量范圍。對(duì)于陶瓷電容器，其 ESR 足夠小，在計(jì)算過(guò)程中可以忽略不計(jì)。

使用 Equation12 計(jì)算滿足輸出電壓紋波規(guī)格所需的最小輸出電容。在本例中，最大輸出電壓紋波為 30mV。在該要求下，根據(jù)Equation12 得到的值為 10.7μF。

Equation12.

其中

• ?_SW 為開(kāi)關(guān)頻率。
• V_OUTripple 為允許的最大輸出電壓紋波。
• I_ripple 為電感器紋波電流

根據(jù)Equation13 計(jì)算最大 ESR 輸出電容，其值必須符合輸出電壓紋波規(guī)格。Equation13 表明 ESR 應(yīng)小于 29.2mΩ。在本例中，陶瓷電容器的 ESR 遠(yuǎn)小于 29.2mΩ。

Equation13.

輸出電容器會(huì)對(duì)交叉頻率 f_o產(chǎn)生影響。考慮到環(huán)路穩(wěn)定性和內(nèi)部寄生參數(shù)的影響，請(qǐng)選擇小于 40kHz 的交叉頻率，而不考慮前饋電容器。可以根據(jù) Equation14 簡(jiǎn)單估算沒(méi)有前饋電容器 C6 時(shí)的交叉頻率（假設(shè) C_O 的 ESR 較小）。

Equation14.

因老化、溫度及直流偏置而產(chǎn)生的附加電容降額應(yīng)納入考量范圍，它們會(huì)使輸出電容的最小值增加。在此示例中，使用了 2 個(gè) 22μF、25V、X7R 類型的陶瓷電容器。電容一般將紋波電流限制在處理電流時(shí)不會(huì)導(dǎo)致故障或過(guò)熱的范圍內(nèi)。必須指定一個(gè)支持電感紋波電流的輸出電容。部分電容數(shù)據(jù)表指定了最大紋波電流的 RMS 值。使用Equation15 可以計(jì)算輸出電容器必須支持的 RMS 紋波電流。對(duì)于此應(yīng)用，Equation15 為每個(gè)電容器得出的值是 296mA。

Equation15.