开关电源的滤波电容到底怎么选择?

发布网友发布时间：2024-10-08 14:17

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热心网友时间：2024-10-08 14:56

在实际应用中，电子工程师或硬件工程师经常与DCDC开关电源IC打交道。电源是电子系统的基础，没有电源系统就没有电路。在DC-DC电源IC或PMU等电源管理芯片的应用中，涉及到输入电容的计算和使用。电容种类、容值、耐压值和耐纹波电流值等是输入电容应用的关键因素。

铝电解电容和陶瓷电容常用于输入、输出电容。铝电解电容的ESR较大，一般不用于输出电容，因为大多数电路系统对输入电压纹波要求较高。陶瓷电容则非常适合管理纹波电流，可过滤开关模式电源产生的大电流。通常将不同尺寸和值的陶瓷电容并联使用以达到最佳效果。每个电容器都应满足其允许的纹波电流额定值。

对于降压转换器应用，选择陶瓷电容器来满足纹波电流要求是关键。例如，输入电压为12V，允许输入纹波电压小于0.36V，输出电压为1.2V，输出电流为12A，电感峰峰值纹波电流为3.625A，开关频率为600KHz，陶瓷电容器的温升限值小于10°C。根据转换器参数和要求，C ce_total应大于5µF。

选择陶瓷电容时，必须满足纹波电流限制。计算纹波电流的均方根值，然后从规格书中找到符合允许电压的陶瓷电容。一个电容器可能提供足够的有效电容以满足纹波电压要求，但其纹波电流额定值可能略低于转换器产生的电流。分析纹波电流分布可确定应添加哪个或多个电容器以满足要求。

使用欧姆定律，根据陶瓷电容器的阻抗近似公式，纹波电流与有效电容成正比。当多个电容器并联时，允许纹波电流与有效电容之比最低的电容器首先达到纹波电流额定值。通过计算和仿真验证设计，选择合适的陶瓷电容器以过滤大纹波电流，并确保所有电容器均满足其允许的纹波电流额定值。这种方法提供了一种紧凑且经济高效的方式来管理电源系统的纹波电流。