***关注“电源先生”，解析开关电源***
01
/ 简介 /
BUCK电路设计中常被忽略的一种电流应力就是，输入电容的RMS电流值；如果不能正确理解并设计它，那么较大的电流应力会使得电容过热而过早失效，原因是“ 阿伦尼乌斯方程 K=Ae(-Ea/RT) ”或者对应的经验法则“温度每升高10摄氏度，化学反应速率增加约2倍，元件寿命将减半”，反过来表述是“温度每降低10摄氏度，化学反应速率降低约2倍，元件寿命将翻倍”。
BUCK转换器中，可以根据负载电流 IOUT 和占空比 D 由公式(3.300)计算得到输入电容RMS电流工程计算值：
上述公式(3.300)的具体推导过程，参考文章[输入电容的有效电流/RMS电流]...
02
/ 输入电容RMS电流的最大值 /
参考文章[输入电容RMS电流与占空比的关系？其最大值是多少？指导意义是什么？]，由“输入电容有效电流的工程值”公式(3.300)可知，在负载电流 IOUT 不变的情况下，该公式中的 D×(1-D) 是占空比的一元二次方程，且该方程曲线的开口向下，有最大值。令该方程的微分等于零，有 1-2×D=0 ，解得 D = 0.5 。
图 3.69 I(CIN,RMS)/IOUT 、I(CIN,RMS) 与占空比的变化关系曲线
图3.69所示，可知 I(CIN,RMS) / IOUT 在占空比 D = 0.5 时有最大值，也就是输入电容均方根电流在占空比 D = 0.5 且负载电流有最大值 I(OUT,MAX) 时取得最大值，将 D = 0.5 代入公式(3.300)计算可得，该最大值为 I(CIN,RMS,MAX) = I(OUT,MAX) / 2 。
由此可见，在占空比 D = 50% 时，BUCK转换器输入电容上的RMS电流值竟然达到了最大负载电流的一半，BUCK转换器工作在最大负载电流情况下，这将使得输入电容上的功率损耗也达到最大值，对应的温度也会升高；如前所述，如果温度升高达到了10摄氏度，就会导致输入电容的寿命减半，从而造成整个BUCK转换器的寿命减半，从而造成整个产品的寿命减半...由此可见，普通的产品或硬件工程师与优秀的产品或硬件工程师的差异，优秀的产品需要注意到这些设计细节，优秀的硬件工程师能够注意到这些设计细节...
03
/ 小结 /
优秀的BUCK电路设计需要注意输入电容RMS电流值，因为电流过应力会降低电容的可靠性；尤其是液态铝电解电容，电流过应力导致温度更高，铝电解液发挥更快，对应的寿命也就更短。
“在看”，与朋友“分享”你的世界⇘⇘