電源電路使用電容器，大量的電容器
　　典型的 DC-DC 降壓轉(zhuǎn)換器使用以下電容器（見圖 2）：
　　輸出電容器：平滑負(fù)載瞬變期間的輸出電壓紋波和電源負(fù)載電流。一般使用幾十μF到100μF的大電容。
　　輸入電容：除了穩(wěn)定輸入電壓外，還起到瞬時(shí)供給輸入電流的作用。一般使用幾μF到幾十μF。
　　旁路電容器：吸收開關(guān)操作產(chǎn)生的噪聲和其他電路的噪聲。一般使用0.01μF至0.1μF?！　⊙a(bǔ)償電容：確保反饋環(huán)路的相位裕度并防止振蕩。通常使用數(shù)百 pF 或數(shù)十 nF。一些開關(guān)穩(wěn)壓器 IC 內(nèi)置了補(bǔ)償電容器。

　　圖 2. 典型降壓穩(wěn)壓器中使用的電容器。
　　減少電容的最佳方法是重點(diǎn)減少輸出電容器。接下來探討減少輸出電容的策略，然后是減少旁路電容器需求以及在某種程度上減少輸入電容器的解決方案。
　　提高開關(guān)頻率以減少輸出電容　　圖 3a 顯示了典型的電流模式降壓轉(zhuǎn)換器框圖，其中陰影區(qū)域表示反饋環(huán)路和補(bǔ)償電路。

　　圖 3. 典型降壓穩(wěn)壓器的框圖 (a) 和典型反饋特性 (b)?！　》答伃h(huán)路的特性如圖 3b 所示。環(huán)路增益為 0 dB（增益 = 1）時(shí)的頻率稱為交叉頻率 (fC)。交叉頻率越高，調(diào)節(jié)器的負(fù)載階躍響應(yīng)越好。例如，圖 4 顯示了支持負(fù)載電流從 1 A 快速增加至 5 A 的穩(wěn)壓器的負(fù)載階躍響應(yīng)。結(jié)果顯示交叉頻率為 20 kHz 和 50 kHz，分別導(dǎo)致 60 mV 和 32 mV 壓差。

　　圖 4. 比較降壓穩(wěn)壓器在兩個(gè)交叉頻率下的負(fù)載階躍響應(yīng)。
　　從表面上看，增加交叉頻率看起來是一個(gè)簡單的選擇：通過最小化輸出電壓降來改善負(fù)載階躍響應(yīng)，因此可以減少輸出電容器。然而，提高交叉頻率會(huì)帶來兩個(gè)問題。首先，需要確保反饋環(huán)路有足夠的相位裕度以防止振蕩。通常，在交叉頻率處需要45°或更大（優(yōu)選60°或更大）的相位裕度?！　×硪粋€(gè)問題是開關(guān)頻率 (fSW) 和 fc 之間的關(guān)系。如果它們的幅度相似，負(fù)反饋可能會(huì)對輸出電壓紋波做出響應(yīng)，從而威脅穩(wěn)定運(yùn)行。作為指導(dǎo)，請將交叉頻率設(shè)置為開關(guān)頻率的五分之一（或更少），如圖 5 所示。

　　圖 5. 如果開關(guān)頻率和控制環(huán)路交叉頻率太接近，負(fù)反饋可能會(huì)對輸出電壓紋波做出響應(yīng)。最好將交叉頻率保持在開關(guān)頻率的五分之一以下。
　　為了提高交叉頻率，您還必須提高開關(guān)頻率，這反過來又會(huì)導(dǎo)致頂部和底部 FET 的開關(guān)損耗更高，從而降低轉(zhuǎn)換效率并產(chǎn)生額外的熱量。電容上的任何節(jié)省都會(huì)被額外散熱組件的復(fù)雜性所抵消：散熱片、風(fēng)扇或額外的電路板空間?！　「哳l工作時(shí)能否保持高效率？答案是肯定的。Analog Devices 的許多 Power by Linear穩(wěn)壓器 IC 都采用獨(dú)特的 FET 控制來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，即使在較高的開關(guān)頻率下也能保持高效率（圖 6）。

　　圖 6. 線性穩(wěn)壓器與競爭產(chǎn)品的對比。在典型的調(diào)節(jié)器中，當(dāng)開關(guān)頻率升高時(shí)，效率會(huì)下降。ADI Power by Linear 穩(wěn)壓器可以在非常高的工作頻率下保持高效率，從而可以使用更小值的輸出電容器。
　　例如，LT8640S 6 A 輸出降壓穩(wěn)壓器在整個(gè)負(fù)載范圍（0.5 A 至 6 A）內(nèi)保持高于 90% 的效率，同時(shí)工作頻率為 2 MHz（12 V 輸入和 5 V 輸出）?！　≡摲€(wěn)壓器還通過減少電感器電流紋波 (ΔIL) 來降低電容要求，從而降低輸出紋波電壓 (ΔVOUT)，如圖 7 所示。同樣，可以使用更小的電感器。

　　圖 7. 提高開關(guān)頻率以減小電容器和電感器尺寸?！　⊥ㄟ^提高開關(guān)頻率，可以提高交叉頻率，從而改善負(fù)載階躍響應(yīng)和負(fù)載調(diào)節(jié)，如圖 8 所示。

　　圖 8. 開關(guān)頻率的增加可改善負(fù)載階躍響應(yīng)。