LDO电路输入电容如何选型和计算？

LDO电压IC的输入端总会放上电容，那输入电容到底干啥用的？别人问你的时候，你不会只知道滤波吧？LDO的输入电容可不是随便选个电容焊上去就完事，它有几个重要作用。

首先当然是滤掉输入端的电压波动，电源输入端总有些杂波，输入电容能把这些波动“熨平”，让LDO工作更稳定。其次输入电容可以应对突发电流需求，负载电流突然增大时，输入电容能快速“补货”，避免输入电压大幅下降。合适的输入电容可以降低输入端的阻抗，帮LDO更快响应负载变化。输入电容还能滤掉高频噪声，避免干扰其他电路。

1．电容值：决定了滤波效果和响应速度。

2．ESR(等效串联电阻)：ESR越低，电容的动态响应越好。

3．额定电压：得比输入端的最高电压高，确保不会击穿。

4．电容类型：常见的有陶瓷电容、钽电容和铝电解电容，陶瓷电容因为ESR低、适合高频，通常是LDO的首选。

输入电容得能应对负载突变时的电流需求，公式是：

CIN ≥ IOUT(MAX) × Δt / ΔV_IN

CIN：输入电容值

IOUT(MAX)：LDO的最大输出电流

Δt：负载变化的时间，通常由负载特性决定。

ΔVIN：输入电压允许的最大下降，看设计需求或LDO规格书。

举个例子：假设LDO最大输出电流是0.5A，负载变化时间是10微秒，允许输入电压下降0.1V，代入公式：

CIN ≥ 0.5 × (10×10⁻⁶) / 0.1 = 50μF

所以，输入电容至少得50μF。

2. 考虑滤除纹波

输入电容还得处理电源的纹波，公式是：

CIN ≥ IRIPPLE / (2π × f × ΔVRIPPLE)

IRIPPLE：输入电源的纹波电流，可以实测。

f：纹波频率，通常是电源的开关频率（这可不是LDO的开关频率，LDO上一级常常是DCDC开关电源，此处是DCDC的开关频率）。

ΔVRIPPLE：允许的电压纹波。

举个例子：假设纹波电流是0.2A，开关频率是100kHz，允许纹波电压是50mV，代入公式：

CIN ≥ 0.2 / (2 × 3.1416 × 100×10³ × 0.05) ≈ 6.37μF

为了保险，通常选10μF或更大的电容。

3. 实际选多大的电容？

综合上面两个公式，取计算结果中较大的电容值，再留点余量（一般是1.5到2倍）。另外，LDO的规格书通常会给个推荐范围，选电容时最好参考一下。

4.选哪种电容好？

陶瓷电容ESR低，高频性能好，体积小，寿命长。但是受直流偏置影响，实际电容值可能比标称值小。陶瓷电容一般选X5R或X7R材质的陶瓷电容，考虑直流偏置效应，标称值适当放大。铝电解电容容量大，成本低ESR高，高频性能差，寿命短，体积也大，一般不建议选。

不同LDO对输入电容的要求不一样，规格书里通常有推荐值和ESR范围，照着来最保险。为了滤高频噪声，可以在主电容旁并联个0.1μF或1μF的陶瓷电容。输入电容尽量靠近LDO的输入引脚，减少寄生电感和电阻。高温或长时间运行的场景，选耐温好、寿命长的电容。电容会老化，实际值可能下降，所以选比计算值大1.5到2倍的电容更稳妥。

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