該器件旨在與各種 LC 濾波器配合使用，因此通常需要使用盡可能小的輸出電容，來降低成本和減小尺寸。選擇輸出電容 C_out 時(shí)要小心，因?yàn)樗苯佑绊懸韵乱?guī)格：

• 穩(wěn)態(tài)輸出電壓紋波
• 環(huán)路穩(wěn)定性
• 負(fù)載電流瞬態(tài)期間的輸出電壓過沖和下沖

輸出電壓紋波基本上由兩部分組成。一部分由電感電流紋波經(jīng)過輸出電容的等效串聯(lián)電阻 (ESR) 造成：

Equation19.

另一部分是由電感電流紋波對(duì)輸出電容充放電造成的：

Equation20.

其中

• K 是電感器電流的紋波比 (ΔI_L/I_{OUT_MAX})。

電壓紋波中的兩個(gè)分量不是同相的，因此實(shí)際峰峰值紋波小于兩個(gè)峰值之和。

如果系統(tǒng)需要嚴(yán)格的電壓調(diào)節(jié)并存在大電流階躍和快速壓擺率，則輸出電容通常受負(fù)載瞬態(tài)要求而非輸出電壓紋波的限制。當(dāng)發(fā)生大負(fù)載階躍時(shí)，輸出電容器在電感器電流上升到適當(dāng)?shù)乃街盀槠涮峁┬枰碾姾伞＾D(zhuǎn)換器的控制環(huán)路通常需要八個(gè)或更多時(shí)鐘周期來將電感器電流調(diào)節(jié)至與新負(fù)載水平相等。輸出電容必須足夠大，才能提供約八個(gè)時(shí)鐘周期的電流差，從而將輸出電壓保持在指定范圍內(nèi)。Equation21 展示了指定 V_OUT 過沖和下沖所需的最小輸出電容。

Equation21.

其中

• D 是穩(wěn)態(tài)占空比，等于 V_OUT/V_IN。
• ΔV_OUT 為輸出電壓變化。
• ?I_OUT 是輸出電流變化。

此設(shè)計(jì)示例中，目標(biāo)輸出紋波是 30 mV。假設(shè) ΔV_{OUT_ESR} = ΔV_{OUT_C} = 30mV 并選擇 K = 0.4。通過Equation19 可得出不大于 25mΩ 的 ESR，通過Equation20 可得出不大于 10μF 的 C_OUT。對(duì)于此設(shè)計(jì)的目標(biāo)過沖和下沖限制，輸出電流階躍為 ΔI_OUT = 1.5A 時(shí)，ΔV_{OUT_SHOOT} < 5% × V_OUT = 250mV。通過Equation21 計(jì)算得出，C_OUT 不大于 25μF。綜上所述，輸出電容的最嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)是 25μF。考慮到陶瓷電容器具有直流偏置降額，可以使用一組 1206 外殼尺寸的 2 × 22μF、35V 陶瓷電容器 C3216X5R1V226M160AC 來實(shí)現(xiàn)。

可以使用更多的輸出電容器來改善負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。陶瓷電容器可以輕松滿足最低 ESR 要求。在某些情況下，可以將鋁電解電容器與陶瓷并聯(lián)放置，以建立所需的電容值。當(dāng)混合使用鋁和陶瓷電容器時(shí)，請(qǐng)使用陶瓷的最小建議值并根據(jù)需要添加鋁電解電容器。

表 10-2 給出的建議提供了給定條件下輸出電容的典型值和最小值。這些值是有效的數(shù)字。如果要使用最小值，則必須在所有預(yù)期應(yīng)用條件下測(cè)試該設(shè)計(jì)，包括輸入電壓、輸出電流和環(huán)境溫度。此測(cè)試必須包括波特圖和負(fù)載瞬態(tài)評(píng)估。總輸出電容的最大值可以參考采用 SOT583 封裝的 TPS62933 熱性能應(yīng)用報(bào)告 中的 C_OUT 選型和 C_FF 選型。較大的輸出電容值會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)行為以及環(huán)路穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。如果必須使用大于此處注釋的值，則必須仔細(xì)研究滿載啟動(dòng)和環(huán)路穩(wěn)定性。

實(shí)際上，輸出電容器對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)和環(huán)路相位裕度的影響非常大。負(fù)載瞬態(tài)測(cè)試和波特圖是驗(yàn)證任何給定設(shè)計(jì)的理想方法，必須始終在應(yīng)用投入生產(chǎn)之前完成。除了所需的輸出電容外，放置在輸出端的小型陶瓷電容器還可以降低高頻噪聲。1nF 至 100nF 范圍內(nèi)的小外殼尺寸陶瓷電容器有助于減少由電感器和電路板寄生效應(yīng)引起的輸出尖峰。

表 10-2 展示了推薦的 LC 組合。