如何计算反激式开关电源的输出电容参数？

如何计算反激式开关电源的输出电容参数？

在反激式开关电源的设计中，输出电压纹波的大小将直接影响着负载电路的供电稳定性。减小纹波最有效的方法就是滤波电路，可通过电抗器和电容器来实现。输出电容的作用是滤除电流纹波使之变得平滑趋于直流的恒流特性。理论上容量越大滤波效果越好，但容量太大就变成了容性负载，所以要匹配起足够的负载工作就可以了。

如上图所示，L1和C1构成了一个滤波电路，其中C1就是输出电容。下面将通过一个实际需求进行输出电容的参数计算：

要求：为一个输出电压Vo=12V，输出功率为Po=24W的反激式开关电源选择一款合适的输出电容，使得输出电压纹波Vp-p小于100mV，其中开关电源的主频率为f=100kHz；

首先根据Vo、Po得出输出电流值Io=Po/Vo=2A，然后再根据纹波电流的要求，即Vp-p=Z*Io，得出输出阻抗Zo=Vp-p/Io=50mΩ；

其中输出阻抗Zo由输出电容的ESR及在电路中表现出的容抗Xc两部分组成，即Zo=Xc+ESR，根据经验值，可以将2/3的总阻抗分配给ESR，其余的1/3分配给容抗Xc，由此可得出ESR=2/3*Zo=33.33mΩ，Xc=16.67mΩ；

根据Xc=1/(2πfC)得出输出电容的容值计算公式C=1/(2πfXc)=95.52uF，可根据实际情况选择100uF的电容；最后再进行耐压值的选择。

在12V的输出电路中，理论上选择16V耐压值的电容即可，但是为了保证在使用时突发状况下的安全性及使用寿命，推荐使用耐压值为25V的电容。这样我们就完成了整个输出电容参数的设计计算，即电容量C=100uF、ESR＜16.67mΩ，耐压值Vr=25V。