AC/DC

非隔離型降壓轉換器的設計案例

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計案例。

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。可以看出它與電感一起形成LC濾波器。

當IC中內置的MOSFET導通時，輸出二極管D4關斷，輸出電容器被充電的同時負責供給負載電流。

當MOSFET關斷時，輸出二極管導通，此時由輸出電容器供給負載電流。

輸出電容的常數計算

輸出電容器選型時，要使輸出的峰值紋波電壓（ΔVpp）在設計的目標輸出紋波電壓以內。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，以目標紋波電壓為起點進行計算。C5的阻抗Z可通過下列公式計算。假設ΔVpp=100mV，則：

求出的Z為該電路的最小開關頻率60kHz時的值。一般的開關電源用電解電容器（低阻抗產品）的阻抗規定條件為100kHz。在諧振點之前，電容器的阻抗相對于頻率幾乎呈直線下降趨勢，所以可根據下列公式求出100kHz時的Z。

接下來求紋波電流 Is(rms) 。

至此求出了電容器的阻抗和紋波電流。

最后，耐壓根據經驗法則一般以輸出電壓的2倍左右為大致標準：

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，選擇了開關電源用的低阻抗型、35V耐壓、 470μF的電解電容器。

不僅輸出電容器，實際的紋波電壓、紋波電流也必須通過在應用上實際安裝進行確認。

另外，電解電容器屬于壽命有限的元器件產品，流過的紋波電流越多壽命越短。相關壽命由電容器廠商提供計算方法和規定，因此請向電容器廠商確認。