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5.8.4 輸出電容的選型依據(jù) 

1、滿足負載由“輕”到“重”的動態(tài)響應需求

2、滿足負載由“重”到“輕”的動態(tài)響應需求

3、滿足電路設計需求中的紋波電壓范圍

4、輸出電容RMS電流的要求

5、輸出電容ESR參數(shù)的要求 （如何選擇輸出電容ESR參數(shù)？）

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我在某平臺上看見有人問：

開關電源的濾波電容到底怎么選擇？只能憑經驗估計嗎？有沒有具體計算方式？

我的回答是：當然是有公式可以計算的，任何不給公式的元器件選型都是耍流氓。

以下，咱們就來分析下如何選擇BUCK電路輸出電容ESR參數(shù)...

5、輸出電容ESR參數(shù)的要求 （如何選擇輸出電容ESR參數(shù)？）

（1）由“3.2.4.3 輸出電容ESR紋波電壓”章節(jié)輸出電容ESR引起的紋波電壓的表達式(3.163)（ ?V_(COUT,ESR)=?I_L×ESR_COUT ），容易得到輸出電容ESR允許的最大值由如下公式評估：

這就是為了滿足設計需求中的輸出紋波電壓范圍不超過設計需求中的目標值 ?V_RIPPLE ，BUCK電路輸出電容選型其ESR參數(shù)可取的最大值。

（2）在BUCK電路設計時，如果根據(jù)轉換效率目標值或者功率損耗目標值分配給輸出電容的功率損耗最大值為 P_(COUT,MAX,2) ，由公式(5.43)計算得到輸出電容上的有效電流值為 I_(COUT,RMS,MAX) ，公式(3.283)（  P=I^2×R ）可以得到輸出電容ESR允許的最大值由如下公式評估：

這就是為了滿足輸出電容上的功率損耗不超過 P_(COUT,MAX,2) ，BUCK電路輸出電容選型其ESR參數(shù)可取的最大值。

所以，實際進行輸出電容ESR參數(shù)選型時，小于等于公式(5.46)和(5.47)計算值中的較小值即可滿足設計需求。

（3）算例：

輸出端紋波電壓目標值為 ?V_RIPPLE = 0.025V ，輸入電壓最大值為 V_(IN,MAX) = 60V ，輸出電壓為 V_OUT = 5.0V ，開關頻率為 F_SW = 400kHz ，功率電感取值為 L_BUCK = 7.2uH ，輸出電容的功率損耗目標值為 P_(COUT,MAX,2) = 0.004W 。

由公式(3.192)計算得到紋波電流為 

?I_L=1.591A

由公式(5.43)計算得到輸出電容上的有效電流值為 

I_(COUT,RMS,MAX) = 0.459A 

那么，由公式(5.46)計算輸出電容ESR可取的最大值為 

ESR_(COUT,MAX) = 0.025V / 1.591A = 15.71mΩ

由公式(5.47) 計算輸出電容ESR可取的最大值為 

ESR_(COUT,MAX) = 0.004W / (0.459)^2 = 18.98mΩ 

所以，此算例中要求在輸出電容選型時其ESR參數(shù)需要小于等于15.71mΩ，才能保證輸出端紋波電壓不超過設計需求中的0.025V，才能保證輸出電容上的功率損耗不超過設計需求中的目標值0.004W。

注：上述計算中用到的其他公式