選擇輸出電容器值時，主要考慮兩點。輸出電壓紋波以及穩(wěn)壓器如何響應(yīng)負載電流的大幅變化。輸出電容必須根據(jù)比這些指標更為嚴苛的標準進行選擇。

對負載電流較大變化的期望響應(yīng)是首要標準，通常也是最嚴格的。穩(wěn)壓器不會立即響應(yīng)負載電流的大幅快速增加或減小。輸出電容器提供或吸收電荷，直到穩(wěn)壓器響應(yīng)負載階躍?？刂骗h(huán)路必須檢測輸出電壓的變化，然后根據(jù)負載變化調(diào)整峰值開關(guān)電流。最小輸出電容是根據(jù)對環(huán)路帶寬的估計來選擇的。通常，環(huán)路帶寬接近 f_SW / 10。方程式 16 可估算所需的最小輸出電容。

對于本示例，瞬態(tài)負載響應(yīng)指定為 8A 負載階躍時 V_OUT 變化的 5%。因此，ΔI_OUT 為 8A，ΔV_OUT 為 50mV。使用此目標給出的最小電容為 255μF。該值未將輸出電容 ESR 納入輸出電壓變化的考量范圍。對于陶瓷電容器，ESR 的影響小到可以忽略不計。鋁電解電容器和鉭電容器具有更高的 ESR，這點必須在負載階躍響應(yīng)中考慮到。

方程式 16.

其中

• ΔI_OUT 是輸出電流變化。
• ΔV_OUT 是允許的輸出電壓變化。

除了環(huán)路帶寬之外，電感器電流壓擺率也可能限制穩(wěn)壓器響應(yīng)負載階躍的速度。對于低占空比應(yīng)用，電感電流在負載降壓后斜坡下降所需的時間可能是限制因素。方程式 17 用于估算限制負載降壓后輸出電壓變化所需的最小輸出電容。使用所選的 600nH 電感給出的最小電容為 250μF。

方程式 17.

方程式 18 用于計算滿足輸出電壓紋波規(guī)格所需的最小輸出電容。在此示例中，目標最大穩(wěn)態(tài)輸出電壓紋波為 10mV。在此要求下，方程式 18 得到的值為 19μF。

方程式 18.

其中

• ΔI_OUT 是輸出電流變化。
• ΔV_OUT 是允許的輸出電壓變化。
• f_SW 是穩(wěn)壓器的開關(guān)頻率。
• V_ORIPPLE 是允許的最大穩(wěn)態(tài)輸出電壓紋波。
• I_RIPPLE 是電感器紋波電流。

最后，即使應(yīng)用沒有嚴格的負載瞬態(tài)響應(yīng)或輸出紋波要求，仍需要最小電容，確保在 MSEL 引腳上具有最低增益斜坡設(shè)置的情況下，控制環(huán)路可以保持穩(wěn)定。方程式 19 可用于估算保持環(huán)路穩(wěn)定所需的最小電容。方程式 19 通過將 LC 頻率相對于開關(guān)頻率保持在最小值來設(shè)置最小電容量。請參閱圖 8-3，了解最低增益斜坡設(shè)置為 1pF 時，該限值與輸出電壓間的關(guān)系。使用 1V 輸出和最小比值 35 時，方程式 19 得出的最小電容為 52μF。

方程式 19.

方程式 20 可用于計算輸出電容器必須滿足輸出電壓紋波規(guī)格的最大組合 ESR，結(jié)果表明 ESR 必須小于 6m?。在這種情況下，使用陶瓷電容器，并聯(lián)陶瓷電容器的組合 ESR 遠小于滿足紋波所需的 ESR。電容還會將紋波電流限制在處理電流時不會導(dǎo)致過熱或故障的范圍內(nèi)。必須指定一個支持電感紋波電流的輸出電容。電容數(shù)據(jù)表指定了最大紋波電流的 RMS 值。方程式 21 可用于計算輸出電容必須支持的 RMS 紋波電流。對于此應(yīng)用，方程式 21 得出 0.4A，陶瓷電容器的紋波電流額定值通常遠高于此值。

方程式 20.

方程式 21.

為電源穩(wěn)壓器的電容選用 X5R 和 X7R 陶瓷介電材料或等效的介電材料，原因是其電容體積比較高并具有極強的溫度穩(wěn)定性。還必須在考慮直流偏置和交流電壓降額的情況下選擇輸出電容器。通常可在電容器制造商的網(wǎng)站上找到陶瓷電容器因直流電壓偏置和交流 RMS 電壓而降額的電容值。對于此應(yīng)用示例，使用了四個 100μF、10V、X5R、1210 陶瓷電容器，每個電容器的 ESR 為 3mΩ。對于四個并聯(lián)電容器，使用電容器制造商網(wǎng)站估算的降額后有效輸出電容為 380μF。1V 電壓下的直流偏置降額約為 -5%。由于環(huán)路交叉頻率高于 f_SW /10 估算值（如圖 8-8 中所示），因此本設(shè)計能夠使用的值小于計算得出的最小值。