－除輸出紋波之外，輸出電容器還有要注意的地方嗎？

輸出電容器除輸出紋波外，還對輸出負載電流的變動起到保持穩定的作用。例如，CPU從休眠狀態進入運轉狀態時，急劇流過較大負載電流，發生輸出電壓一瞬間降低的現象。

－負載瞬態響應特性是電源的重要特性之一吧。

對于負載變動的輸出變動，在剛才例子中提到的“急劇增加”時的變動和與其相反的“急劇下降”時均會發生。在剛才的CPU例子中，就是從運轉狀態進入休眠狀態等這類條件。在這種情況下，輸出電壓瞬間上升。下面開始講一下“負載急劇增加時的輸出電壓下降水平雖然在容許范圍內，但負載急劇下降時的輸出電壓上升大到出乎意料”的事例。

下面使用表示波形和狀態的圖來說明。上側的波形圖中表示同步整流降壓轉換器的輸出電壓（紅色）和電感電流（深藍色）以及負載電流（粉色）。

首先，首先，負載電流在縱向虛線①（藍色）的稍前方開始減少，最終幾乎為零。例如，請想象為就像CPU或某種設備因關機的關系，3A大的負載電流幾乎變沒。

其次，電感電流在縱向虛線①（藍色）前方最近的開關周期的高邊開關斷開（低邊接通）期間內負載電流開始減少，因此好像多少延遲了斷開時間，在縱向虛線①（藍色）的時間點，下一個周期（高邊接通/低邊斷開）開始。因此，盡管不需要負載電流可是電感電流增大。然后，在縱向虛線②（綠色）的時間點變為斷開，就這樣持續斷開狀態，電感電流減少至零附近。請記住，電感電流在過程中保持著比負載電流大的狀態。

接下來，基于負載電流與電感電流（開關）的變化來看輸出電壓的關系。負載電流開始減小時，希望輸出盡可能不立即降至最低，高邊開關仍處于斷開，可是因電源IC控制的關系使高邊開關的進行了接通動作，輸出電壓急劇上升（①藍色與②綠色的縱向虛線期間）。此時的導通時間似乎稍短，因為負載電流正在不斷減小，該時間點的功率供給在輸出電容器流過大量的電流。

其后，高邊開關變為斷開，電感電流減小。電感電流超過負載電流，其差流過輸出電容器，輸出電壓持續上升。下側的波形圖表示電容器電流。

輸出電壓從③紅色縱向虛線附近開始下降，這是因為隨著時間推移電感電流與負載電流的差，即電容器電流在減小。請在下側的波形圖中比較電感電流與負載電流的差和電容器電流的變動。可以看出，負載電流波形的倒置是電容器電流波形，與電感電流交點處的電容器電流是零，以后的倒置區間是負值，之后返回至零左右。

輸出電壓的變動是Vc＋Vesr，它們全都涉及電容器電流。特別是Vesr，由于按ESR×電容器電流發生，ESR較大時輸出變動變大是必然的。

－還沒有提及ESL，沒有關系嗎？

我認為在該例的條件下，不需要特別考慮，但當負載電流的減少更急劇時，會出現ESL的影響。

－該例中，使用的輸出電容器是導電性高分子型，關于不同電容器的種類，特別是使用疊層陶瓷電容器時會出現什么樣的不同？

這里有使用各種輸出電容器時的數據。對包括3種有代表性的導電性高分子型、以及疊層陶瓷－MLCC在內的容值和尺寸不同的16種電容器進行了實驗。從上側的波形圖看到，負載急劇下降時，有較大的輸出電壓的變動。其下側的波形圖是變動部分的放大，因電容器的不同種類與容值而有很大差異。

－話雖如此，說實話由于不便于看清，所以嘗試了映射表示。

前面也說明過，該例的輸出電壓變動的主要原因是Vc和Vesr，與電容器的類型無關，容值大＝必然是ESR小的電容器，其關鍵要點是像減小這種負載急劇下降時的輸出電壓變動。

－MLCC的優點是什么？

在紋波專題中也提到過，疊層陶瓷電容器－MLCC的ESR和ESL較低，從這些寄生成分的角度來看，即使容值相比導電性高分子型小也可以滿足客戶需求，當然，在小型化方面也頗具優勢。容值為導電性高分子型的2/3左右即可。

－明白了。還有其他要注意的地方嗎？

上面所舉的例子，負載急劇下降時的電壓上升較大的第一要因是，所使用的電源IC的控制、即負載急劇下降時的響應特性。反過來講，通過使用負載減少時立即跟上型的電源IC，這里出現的現象在容許范圍內也許不是問題。

在這里我通過這個事例想說的是，如果發生了類似的現象，可通過把輸出電容器換為ESR較小的產品來解決。此外，包括紋波專題在內，輸出電容器是在寄生成分ESR和ESL較小方面占優勢，但是由于有些電源IC可能因輸出電容器的ESR較小而產生問題，因此需要進行充分的探討。

審核編輯：湯梓紅