细说Buck变换器的输出电容-buck变换器设计与仿真结果分析

Buck变换器的输出电容是整个Buck电路重要的组成部分，输出电容的作用就是将输出电压稳定在期望的电压值，减少电压的波动。

Buck电路的输出电容的容值选择是非常重要的，如果这个电容的容值比较大，在整个PCB布局及BOM成本中的比重都比较大；如果电容值偏小影响电压的稳定度，电源纹波电压的大小，电源能够承载负载变化的能力变小。

如果输出电容选型不合适会导致电路工作异常。但是很多电路设计的讲解的课程和选型的过程中，都会给一个没有推导过程的公式，如公式5.12。

在这种情况下，需要考虑这个电压值与电容上的ESR承载电感上的纹波电流导致的纹波电压的叠加。也就是UESR=IL*ESR，虽然这两个电压存在相位差，但是很多为了保险起见，会叠加考虑，如图5.22所示。

关于负载突变，怎么个变化方法，很难明确。有些处理器的规定，电源电流的变化率必须在某个范围之内，所以不会考虑0~Imax（最大负载电流）这种极端情况，因为跨度太大，无法考虑。所以这种会给定一个电流跳变的速率范围。

但是很多不是特别大电流的场景，我们直接计算最极端情况：0A电流突变到最大电流，如同有个开关，本来负载是正常接入电路的，突然把开关打开，这样原来流向负载的电流，只能流向电容，导致电容进行充电，会导致电容上面电压增加，如图5.23。

图5.23负载变化测试电路示意图

但是我们期望的是，电感上所有的能量全部转移到电容上，电容的电压仍然不会超标。电感上面的能量计算：

审核编辑：刘清