如何计算DC-DC的输入电容Cin与输出电容Cout

DC-DC----DC-DC的Cin与Cout

引言：实际上DC-DC的输入电容Cin和输出电容Cout是特别关键的器件，在负载波动大影响Vin时，Cin不仅可以辅助Vin提供电流，缩短Vin的响应时间，还可以稳定输入电压Vin。而Cout更为关键，它减小输出纹波电压，纹波电流，快速响应Rload的变动。所以Cin与Cout的选择尤为重要，不能仅仅凭借经验以度之，还需要根据实际需求指标来进行计算选型。

1.降压DC-DC的工作环路

图16-1：Q1导通时的电流流向

如图16-1所示，当开关器件Q1导通时，电流从Vin通过电感L给输出平滑电容Cout充电，并提供输出电流Iout。此时电感L上流过的电流会产生磁场，以此将电能变换成磁能并储存起来。

图16-2：Q2关断时的电流流向

如图16-2，当开关器件Q1关断时，续流二极管Q2导通，电感L里储存的能量向输出侧释放。在Q1导通阶段Cout已经储满电量，Q刚进入关断时，电感L反向电动势维持输出电流Iout，而后电感能量减弱，Cout就会开始参与放电维持Iout，注意看电容蓝色电流虚线。

2.Cin的计算

输入电容Cin的额定电压必须高于最大输入电压Vin，输入电容器Cin的额定纹波电流必须大于IC的最大输入纹波电流。

图16-3：关键器件电流波形

降压DC-DC的输入电流的平均值随着降压比增大而减小，但是如图16-3的IDD所示那样，输入端短时间内也会流过与输出电流相同大小的电流。虽然可以通过输入电容进行滤波平均化，但是从图16-3的Ici也可以明显地看到，流经输入电容器Cin的交流波纹电流，比流经输出电容器Cout的电流Ico的纹波电流大。Ici的有效值可以用以下公式表示：