陶瓷電容器非常適合管理紋波電流，因為它們可以濾除開關模式電源產生的大電流。通常并聯使用不同尺寸和值的陶瓷電容器以達到最佳效果。在這種情況下，每個電容器應滿足其允許的紋波電流額定值。

在這篇文章中，我將以降壓轉換器為例來演示如何選擇陶瓷電容器以滿足紋波電流要求。（請注意，鋁電解電容器或鉭電容器等大容量電容器具有較高的等效串聯電阻（ESR）。當與陶瓷電容器并聯時，這些大容量電容器的設計不能承受較大的紋波電流。因此，我不會在這里討論它們。

圖1所示為降壓轉換器的基本電路。轉換器輸入電流，iIN_D，由大紋波電流 Δi 組成IN_D.

圖1：降壓轉換器的基本電路

降壓轉換器參數為：

輸入電壓（V在） = 12V。

允許輸入紋波電壓（ΔV在） 《 0.36V。

輸出電壓（V或） = 1.2V。

輸出電流（I或） = 12A。

電感峰峰值紋波電流 （ΔIpp） = 3.625A。

開關頻率（F西 南部） = 600KHz。

陶瓷電容器的溫升極限《10°C。

圖2顯示了輸入紋波電流波形。

圖 2：輸入紋波電流波形

為了滿足紋波電壓要求，陶瓷電容器的有效電容應大于公式1計算的電容：

配合轉換器參數和要求，Cce_total應大于 5μF。

所選的陶瓷電容器還必須滿足紋波電流限制。公式2計算紋波電流的均方根（RMS）值：

鑒于我或= 12A，ΔIpp = 3.625A 和 D = 10%，輸入紋波的RMS值為3.615A有效值。

表1列出了具有適當額定電壓的可用陶瓷電容器的特性。這些電容器的容差為10%。

表 1：電容器特性

雖然一塊電容器A提供足夠的有效電容來滿足紋波電壓要求，但其紋波電流額定值為3.24A有效值略小于轉換器產生的值。雖然增加另一塊電容器A可以滿足要求，但它比其他較小的電容器占用更多的空間和成本。問題是應該添加哪種電容器或電容器。為了回答這個問題，我對紋波電流分布進行了分析。圖3是兩個電容與交流電流源并聯的簡化原理圖。

圖3：紋波電流分布示意圖

根據歐姆定律，電流分布應遵循公式3：

陶瓷電容器具有小的ESR。圖 4 顯示了兩個示例。

圖4：陶瓷電容器阻抗 |Z|和 ESR R 頻率變化

對于低于1MHz的頻率，您可以近似于陶瓷電容器的阻抗XC，由 XC=
1/（jωC）。因此，公式3簡化為公式4。根據公式4，紋波電流與有效電容成正比：

當多個電容器并聯時，允許紋波電流與有效電容比最低的電容器，I有效值-over-C，將首先達到紋波電流額定值。假設 C1 具有較低的
I有效值-超過C2，公式5估計總允許紋波電流，I∑_RMS_Allow：

當C1達到其允許紋波電流額定值時，通過C2的紋波電流不會超過其允許紋波電流，如公式6所示：

為了擁有我∑_RMS_Allow≥ IIN_AC_RMS，附加電容應大于公式7計算的電容：

托爾。是這些陶瓷電容器的電容容差。當計算中包括容差時，瓶頸電容器的最差情況下紋波電流不會超過其額定值。

我列出了 I有效值--C比作為表2中的參數。

表 2：電容器特性

電容器A在12VDC偏見。為了滿足紋波電流要求，應添加一個或多個額外的電容器以滿足紋波電流要求。由于電容器 A 具有最低的
I有效值-C比，增加的有效電容，C附加，應大于用公式 8 計算得出的數值：

有兩種選擇。第一種選擇是添加一塊電容器B。第二種選擇是添加一塊電容器C和兩塊電容器D。兩種選擇都提供足夠的額外有效電容，并占用類似的印刷電路板（PCB）區域。由于后一種選擇更具成本效益，因此我選擇了第二種選擇。

為了驗證我的假設，我進行了PSPICE模擬;圖5顯示了我使用的電路。我還在典型情況下使用了電容器的標稱值。

圖5 紋波電流分布模擬電路

圖6顯示了電容紋波電流的仿真波形和RMS值，即：

圖 6：各陶瓷電容器的仿真紋波電流波形

然后，我使用了電容值，這些值會使電容A（瓶頸電容）出現最壞情況。

電容器紋波電流的RMS值為：

每個電容器都符合其允許的紋波電流額定值。