AC/DC

非隔離型降壓轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)案例

主要部件的選型：輸出電容器 C5

大家也許都知道，輸出電容器具有與電感一起平滑輸出電壓的LC濾波器的作用和供給負(fù)載電流的作用。另外，輸出紋波電壓的大小在很大程度上取決于電容的阻抗。下面，ROHM君將分兩部分介紹設(shè)計(jì)案例。

輸出電容器 C5

下方電路圖截取自電路圖的輸出部分。輸出電容器C5從輸出端連接至GND?？梢钥闯鏊c電感一起形成LC濾波器。

當(dāng)IC中內(nèi)置的MOSFET導(dǎo)通時(shí)，輸出二極管D4關(guān)斷，輸出電容器被充電的同時(shí)負(fù)責(zé)供給負(fù)載電流。

當(dāng)MOSFET關(guān)斷時(shí)，輸出二極管導(dǎo)通，此時(shí)由輸出電容器供給負(fù)載電流。

輸出電容的常數(shù)計(jì)算

輸出電容器選型時(shí)，要使輸出的峰值紋波電壓（ΔVpp）在設(shè)計(jì)的目標(biāo)輸出紋波電壓以?xún)?nèi)。輸出紋波電壓由峰值電感電流的有效值–紋波電流和電容的阻抗決定。所以，以目標(biāo)紋波電壓為起點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。C5的阻抗Z可通過(guò)下列公式計(jì)算。假設(shè)ΔVpp=100mV，則：

求出的Z為該電路的最小開(kāi)關(guān)頻率60kHz時(shí)的值。一般的開(kāi)關(guān)電源用電解電容器（低阻抗產(chǎn)品）的阻抗規(guī)定條件為100kHz。在諧振點(diǎn)之前，電容器的阻抗相對(duì)于頻率幾乎呈直線下降趨勢(shì)，所以可根據(jù)下列公式求出100kHz時(shí)的Z。

接下來(lái)求紋波電流 Is(rms) 。

至此求出了電容器的阻抗和紋波電流。

最后，耐壓根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法則一般以輸出電壓的2倍左右為大致標(biāo)準(zhǔn)：

VOUT×2 = 20V×2 = 40V →35V以上

綜上所述，最終選擇阻抗0.08Ω以下、額定紋波電流0.4A以上、耐壓35V以上的電解電容器。在該電路中，選擇了開(kāi)關(guān)電源用的低阻抗型、35V耐壓、 470μF的電解電容器。

不僅輸出電容器，實(shí)際的紋波電壓、紋波電流也必須通過(guò)在應(yīng)用上實(shí)際安裝進(jìn)行確認(rèn)。

另外，電解電容器屬于壽命有限的元器件產(chǎn)品，流過(guò)的紋波電流越多壽命越短。相關(guān)壽命由電容器廠商提供計(jì)算方法和規(guī)定，因此請(qǐng)向電容器廠商確認(rèn)。