一、前言

本小节着重讲述COT DCDC输入电容一些关键参数，以及如何选型。

二、输入电容

输入电容大小取决于DCDC输入端动态纹波幅度(△Vin)，以下将介绍如何估算输入端动态纹波的大小，进行合理的输入电容选取。图2.1是DCDC工作时各个节点分支下的电流示意图。

图2.1

图2.2对 DCDC工作在各个阶段状态进行了简要的示意说明，其中假定输入电容器容值足够大，对于Iin在DCDC整个工作周期内，基本保持恒定，在此基础上，进行如下的一系列输入电容动态纹波估算分析。

图2.2 输入电容充放电示意图

2.1 电容充放电时电量变化引起的纹波电压△Vcin

根据电荷守恒原则，在一个周期内，如上图2.2所示，输入电容的充电电荷量和放电电荷量必然是相同的，对充电过程（上管Q1断开，对输入电容进行充电）进行分析

（1）

根据DCDC能量守恒

（ （2）

（3）

（4）

（5）

（6）

通过式（1）（2）（3）（4）（5）（6）可得输入电容充放电时电量变化引起的电压变化△Vcin

（7）

（8）

2.2 电容ESR变化引起的纹波电压△VESR

由于我们使用的电容器都不是理想电容器，会存在一些寄生参数，如果将ESR考虑在内，电容器ESR引入的输入纹波变化分析如下：

当上管Q1断开时，输入电容上产生的压降△VESR1为

（9）

当上管Q1导通时，输入电容上产生的压降△VESR2为

（10）

在一个周期内ESR的电压纹波△VESR为

（11）

式中

（12）

即得

（13）

综上式（8）（13）可得，输入电容的动态纹波△Vin可估算得

（14）

2.3 输入电容器选型说明

通过上述推导分析可知，影响输入纹波幅度大小的因素有很多，因此只需要评估当DCDC工作在最差条件下的输入电压纹波满足设计需求，其他工作条件下就都能满足纹波要求，由上式（14）可得，仅当DCDC工作在临界状态时，输入纹波电压幅度最大，即fs1=fs2（Ts1=Ts2），则有

（15）

在fs1、D、Io_max、VREG和L一定的条件下，影响输入纹波幅度大小的主要因素就变成为输入电容器的容值Cin和其ESR寄生参数。因此我们在选取输入电容器时，首先建议选取X5R和X7R规格的陶瓷介质电容器，这类电容器ESR寄生参数小，成本低，且温度特性较好。

图2.3 GRM188R60J106ME47J频率曲线

图2.3是GRM188R60J106ME47J型号10uF电容器的频率曲线，从图中可以获取到其ESR=4mohm，根据下表参数代入（15）式计算得到△Vin_max。

表2-1 DCDC配置参数列表（一）

（16）

（17）

（18）

GR551x和GR552x系列芯片的VBATL输入电容参考设计值是10uF。