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由于降压转换器的开关操作会导致输入电容器充放电，进而引起其两端电压的升降，因此输入电压会出现与开关频率相关的纹波。输入电容器能够过滤这些电流脉冲，减少电压的波动，从而提高电源的质量。电容器的大小和RMS电流电容的大小决定了电压纹波的幅度，因此，电容器的额定值必须能够承受转换器工作频率下的均方根（RMS）电流。RMS电流的计算通常假设输入电容器是唯一的，并且不考虑其等效串联电阻（ESR）或等效串联电感（ESL）。然而，实际情况下，由于输出电感的存在，输入侧的电流纹波会发生变化，进一步影响电容器的选择。并联电容器的选择在实际应用中，通常会使用多个电容器并联来满足输入电容的需求。这些电容器通常包括小值的高频多层陶瓷电容（MLCC）和一些较大的电容器。小值的MLCC（如100nF）可以有效地解耦DC/DC转换器的MOSFET开关瞬态电流，而较大的MLCC（如10μF或22μF）则可以在开关频率及其谐波中提供必要的电流脉冲。大容量电容器（如100μF）则在输入源的阻抗较高，无法迅速响应时，提供对输出负载瞬态的支撑。
较大容量的电容器一般具有显著的ESR，其功能不仅限于为输入电流提供滤波作用，还能够为输入滤波器提供阻尼。电容器的RMS电流是衡量其承受能力的一个重要参数，较小的MLCC电容器通常具有较低的ESR，因此其自加热效应较小，但其RMS电流的承受能力仍然需要特别注意。电容器均流与RMS电流的计算为了确保输入电容器的选择合理，设计人员可以使用一些工具来计算电容器之间的电流均流。例如，TI的Power Stage Designer软件提供了电容器均流计算功能。通过这些工具，设计人员能够计算并联电容器的RMS电流，从而更精确地选择适合的电容器。以一个典型的应用为例，假设输入电压为9V，输出电压为3V，输出电流为12.4A，开关频率为440kHz，输出电感为1H。假设使用三个并联输入电容器（分别为100nF、10μF和100μF），通过均流计算工具，可以得出各电容器的RMS电流，进一步优化电容器选择。优化布局与封装对于多个电容器并联的设计，合理的布局和封装选择至关重要。例如，较小的电容器（如100nF MLCC）通常具有较高的ESR，因此在设计时应尽量将这些电容器放置在靠近转换器输入端的位置，以最大限度减少走线的寄生电感对高频性能的影响。同时，较大的电容器（如10μF或100μF MLCC）应尽量与输入端连接，以减小寄生电感，确保其在工作频率及其谐波上的去耦效果。
在并联多个电容器时，还需考虑其ESR和ESL的匹配，以避免因寄生电感和阻抗差异导致电流分布不均，影响整体性能。理想情况下，应确保每个并联电容器的ESR和ESL相匹配，从而实现均匀的电流分配，避免某些电容器因过大的电流负载而过早失效。复杂仿真工具的使用在实际设计中，设计人员可以使用更复杂的仿真工具，如PSpice for TI或TINA-TI，来进行更精确的RMS电流计算。这些工具不仅能够考虑基频和谐波，还能模拟ESR和ESL等频率相关的寄生特性。这些仿真工具可以帮助设计人员更好地理解电容器的工作状态，进一步优化设计方案。结论正确选择和配置输入电容器对于确保降压转换器的稳定性和高效运行至关重要。通过合理选择电容器的类型和封装，优化电容器的布局和电流分配，设计人员可以有效地减少输入电压纹波，提高电源系统的整体性能。借助现代仿真工具，可以在设计阶段精确预测电容器的RMS电流，从而选择合适的电容器并实现更高效的电源设计。