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器件基础知识——电容

2025-4-17 09:14| 发布者: 闪电| 查看: 9| 评论: 0

摘要: 一、认识电容1、储能能力电容是电抗元件,其储存的能量称为静电能,理想情况下它自身不消耗能量,E为电感储存的能量,C为电容量,V为电容两端电压2、电容电压无法突变,若电压发生突变,即du/dt很大,那么电容电流将 ...

,通过此公式可以评估出电源纹波与输出电容ESR之间的关系


3c2f494e-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png,此公式是在未添加前馈电容下,简单估算输出电容的交叉频率,规格书建议此频率<40kHz

3c525150-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png是前馈电容,用于增加电源环路的相位裕量,提高环路稳定性


3c83a03e-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png,当有较高ESR时,此电容不需要添加,但通常输出电容使用贴片陶瓷电容时,ESR都较小


通常:陶瓷电容ESR<钽电容ESR<电解电容ESR


在BUCK电路中,37732db2-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png输入电容影响输入电压纹波,需要关注它的容值、ESR、耐压值;381834ba-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png自举电容组成升压电路,按规格书推荐选型;3a6d4c0a-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png输出电容影响电源带载能力、电源纹波,需要关注它的容值、ESR、耐压值、交叉频率;3c525150-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png前馈电容影响环路稳定性,是否添加3a6d4c0a-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png与输出电容ESR有关


2、BOOST-TPS61023

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3d68391a-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png为输入电容,用于改善输入电流纹波。规格书指出,在使用长导线给电源供电时,需要额外增加大容量钽电容和电解电容,否则输出端的负载阶跃会在电源芯片VIN引脚引起振铃,严重将损坏器件3d923dbe-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png为输出电容,用于满足输出纹波和环路稳定性的要求


3db547dc-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png,此公式是在使用陶瓷电容时的计算公式,忽略了ESR的影响,3de4a7d4-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png是最大占空比,可以明显得出增大输出电容容值可以降低电源纹波


3e0cabda-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png,若使用的是钽电容或电解电容,则需要考虑ESR引入的电压纹波,此公式用于单独计算ESR引入的电压纹波部分

3c525150-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png为前馈电容,用于增加电源环路的相位裕量,提高环路稳定性


3e5647f4-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png,此公式用于计算前馈电容容值,3e843376-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png是前馈电容产生的零点频率


3、BUCK-BOOST-TPS61023

3ea53a8a-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png


3ee3bfee-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png是输入电容,用于改善稳压器的线路瞬态响应和电源EMI。若输入电源与电源芯片较远,则需要额外增加大容量钽电容或电解电容;若使用高阻抗源工作,建议增大输入电容容值


3a6d4c0a-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png是输出电容,增大电容可以减小瞬态响应过冲和增加瞬态响应时间,在轻负载电流下,输出电压纹波取决于输出电容容值,较大的输出电容可以降低输出电压纹波,但大容值也带来大漏电流会增大3f3cac08-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png

4、总结

在DC-DC中电容的选型,重点关注电容的六个参数以及规格书的推荐

3f60e9d8-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png,容值


3f8e699e-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png,等效直流阻抗


3fb27992-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png,耐压值


3fdc2f12-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png,器件封装


40002a0c-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png,温度特性


403276ce-0bc8-11f0-9434-92fbcf53809c.png,电容精度


电容的作用:


①隔直:阻止直流信号而让交流信号通过(音频信号、纹波测量)


②滤波:滤除杂波


③储能:当负载变化过快时,及时补偿,维持电压稳定


④旁路:针对输入信号,滤除高频噪声,容值一般根据谐振频率,0.01~0.1uF


⑤去耦:针对输出信号,滤除低频噪声,容值一般10uF及以上



12

路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋

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