文章转自MPS论坛：https://forum.monolithicpower.cn/t/topic/2105
目前市面上的电容种类繁多，在为我们的电源电路选择输入输出电容的时候难免会挑花了眼。本文就来浅析一下如何选择输入输出电容及其相关的计算。如有问题，欢迎指正。
1.电源电路常见电容分类
以下罗列了几种电源电路中常见的电容种类及其特点，以供参考。
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2.输入电容的选择和计算
输入和输出电容是电源电路中非常重要的两个部分。
以BUCK电路为例 ，由于上管以一定频率的开断，故可以认为BUCK电路的输入电流是不连续的，因此需要输入电容向降压变换器提供交流电流，同时保持直流电压。
a.电流参数计算
Buck电路中输入电容纹波电流的有效值计算公式推导过程如下：
根据上图可得：
由Vo=D*Vin和能量守恒得：
将（1-1）和（1-3）带入（1-2）得：
由有效值定义得：
由上述公式可知当V_o=0.5V_in 即占空比D=0.5时，输入电容纹波电流最大：
所以，为了简化，选择RMS额定电流大于最大负载电流一半的输入电容器即可。
b.电压参数计算
同时，输入电容容值也会影响转换器的输入电压纹波。
由于一个周期内，电容的充电电荷量和放电电荷量必然是一样的。为了简便计算，对充电过程（上管断开时，对输入电容进行充电）进行分析，因为此时充电电流为输入电流，为Iin。
根据电荷量计算公式可得：
将（1-3）和（1-5）带入（1-4）可得到电压纹波电压计算公式：
带入之前讨论的最恶劣情况Vo=0.5Vin后，得到：
由于使用的电容都不可能为理想电容，必定会带来一些寄生参数。如果将ESR带入考虑的话，分析如下
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当上管断开时，ESR上面产生的压降时恒定的，为：
当上管导通时，ESR上产生的最大压降为：
则一个周期的ESR电压纹波电压为：
已知
将（1-7）和（1-8）带入（1-6）得到由ESR带来的输入电压纹波为：
对于输入电容的种类，一般建议选择X5R、X7R陶瓷介质的MLCC。因为这一类电容成本较低，且它们的温度系数较低（-/+15%左右），即单位温度的变化对电容容值的变化影响小。再根据上述计算公式，按照对输入电压的纹波要求（一般不超过最大输入电压的10%），得到所需电容容值及其RMS额定电流。另外，在选择时还需要注意电容的耐压值必须要高于最大输入电压。
3.输出电容的选择和计算
了解完输入电容的选择，再来看看选择Buck输出电容时的注意事项。输出电容器需要保持直流输出电压。建议使用陶瓷或POS CAP(钽电容) 。
使用陶瓷电容时，开关频率处的阻抗由电容决定。输出电压纹波主要由电容引起。其输出电压纹波的计算公式推导如下：
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电容充放电的总电荷量可用电流乘以时间计算，即为上图中三角形的面积
将（1-8）代入上式，即
可见，此时输出电容的容值的增大对减小输出电压纹波有益。
在使用POS CAP的情况下，开关频率处的阻抗由ESR决定。由波形图可知，输出电容上的总电流纹波为∆IL。此时，输出电压纹波的计算如下：
除了考虑输出纹波外，选择容值较大的输出电容也可以获得更好的负载瞬态响应，但在设计应用中还应考虑最大输出电容的限制条件。拥有软启动功能的芯片，如果它的输出电容值过高，输出电压在软启动时间内无法达到设计值，则无法进行调节。这种情况下，最大输出电容值Co_max需要被限制：
其他电源拓扑输入输出电容的选择可以类似方法推出，或直接查看相应芯片的规格书即可。
