在线观看www成人影院-在线观看www日本免费网站-在线观看www视频-在线观看操-欧美18在线-欧美1级

0
  • 聊天消息
  • 系統消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發帖/加入社區
會員中心
創作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內不再提示

為什么電容的選擇至關重要

電源研發精英圈 ? 來源:電源研發精英圈 ? 2023-05-17 09:23 ? 次閱讀

為什么電容的選擇至關重要?

電容往往被人們所忽視。電容既沒有數十億計的晶體管,也沒有采用最新的亞微米制造工藝。在許多工程師的心目中,電容不過是兩個導體加上中間的隔離電解質。總而言之,它們屬于最低級的電子元件之一。
工程師們通常通過添加一些電容的辦法來解決噪聲問題。這是因為他們普遍將電容視為解決噪聲相關問題的“靈丹妙藥”,很少考慮電容和額定電壓以外的參數。但是,和其他電子元器件一樣,電容也有缺陷,例如寄生電容、電感、電容溫漂和電壓偏移等非理想特性。
為許多旁路應用或電容實際容值非常重要的應用選擇電容時,必須考慮上述這些因素。電容選擇不當可能會導致電路不穩定,噪聲或功耗過大,產品壽命縮短,以及電路行為不可預測等現象。

電容技術

電容具有各種尺寸、額定電壓和其它特性,能夠滿足不同應用的具體要求。常用電介質材料包括油、紙、玻璃、空氣、云母、各種聚合物薄膜和金屬氧化物。每一種電解質都具有一系列特定屬性,可滿足每種應用的獨特需求。
在電壓調節器中,有三大類電容通常用作電壓輸入和輸出旁路電容:多層陶瓷電容、固態鉭電解電容和鋁電解電容。

多層陶瓷電容

多層陶瓷電容(MLCC)同時具有小型、有效串聯電阻和電感 (ESR和ESL)低、工作溫度范圍寬的優點,通常是作為旁路電容的首選。

它并非無可挑剔。根據所用的電介質材料,電容可能隨溫度變化和交直流偏置發生大幅偏移。此外,因為在許多陶瓷電容中介電質材料具有壓電性,振動或機械沖擊可能會轉化為電容上的交流噪聲電壓。在大部分情況下,此噪聲一般處于 微伏范圍內。但在極端情況下,可能會產生毫伏級的噪聲。

VCO、PLL、RF PA以及低電平模擬信號鏈等應用對電源軌上的噪聲非常敏感。這種噪聲在VCO和PLL中表現為相位噪聲,而在RFPA中則為載波振幅調制。在EEG、超聲波和CAT掃描前置放大器等低電平信號鏈應用中,噪聲會導致在這些儀器的輸出中出現雜散噪音。在所有這些噪聲敏感應用中,必須認真評估多層陶瓷電容。
選擇陶瓷電容時是否考慮溫度和電壓效應非常重要。多層陶瓷電容選型部分談到了根據公差和直流偏置特性來確定某個電容的最小電容值的過程。
雖然陶瓷電容仍有缺點,但對于許多應用都能夠實現尺寸最 小、性價比最高的解決方案,因此在當今幾乎每一類電子設 備上都能看到它們的身影。

固態鉭電解電容

這種電容單位體積電容最高(CV乘積)。只有雙層或超級電容才具有更高的CV乘積。
在1μF范圍內,陶瓷仍然更小且ESR低于鉭,但固態鉭電容不太會受到溫度、偏置電壓或震動效應的影響。鉭比陶瓷電容貴好幾倍,但在無法容忍壓電效應的低噪聲應用中,鉭常常是唯一可行的選擇。
市面上的傳統低值固態鉭電容所用外殼往往一般較小,故等效串聯電阻(ESR)較高。大容值(>68 μF)鉭電容可具有低于1Ω的ESR,但一般體積較大。
最近市場上出現了一種新鉭電容,它使用導電聚合物電解質代替普通的二氧化錳固態電解質。過去,固態鉭電容浪涌電流能力有限,需要一個串聯電阻將浪涌電流限制在安全值內。導電聚合物鉭電容不會受到浪涌電流限制。這項技術的另一好處是電容ESR更低。
任何鉭電容的泄漏電流比等值陶瓷電容大好幾倍,可能不適合超低電流應用。
例如,在85°C工作溫度下,1μF/25V鉭電容在額定電壓下的最大泄漏電流為2.5μA。
多家廠商提供0805外殼、1μF/25V、500mΩESR的導電聚合物鉭電容。雖然比0402或0603外殼的典型1μF陶瓷電容更大一些,但0805在RF和PLL等以低噪聲為主要設計目標的應用中, 電容尺寸還是明顯有所縮小。
因為固態鉭電容的電容值可以相對于溫度和偏置電壓保持穩定的電容特性,因此選擇標準僅包括容差、工作溫度范圍內的降壓情況以及最大ESR。
固態聚合物電解質技術的一大缺點是,這類鉭電容在無鉛焊接工藝中更容易受高溫影響。一般情況下,制造商會詳細說明電容不得暴露于三個以上的焊接周期。如果在裝配工藝中忽視這一要求,就會導致長期可靠性問題。

鋁電解電容

傳統的鋁電解電容往往體積較大、ESR和ESL較高、漏電流相對較高且使用壽命有限(以數千小時計)。
OS-CON型電容是一種與固態聚合物鉭電容有關的技術,實際上比鉭電容早10年或更早就問世了。它們采用有機半導體電解質和鋁箔陰極,以實現較低的ESR。因為不存在液態電解質逐漸變干的問題,OS-CON型電容的使用壽命比傳統鋁電解電容有了很大的提高。
目前市面的OS-CON型電容可承受125°C高溫,但大多數仍停留在105°C。
雖然OS-CON型電容的性能比傳統的鋁電解電容明顯改善,但是與陶瓷電容或固態聚合物鉭電容相比,往往體積更大、ESR更高。與固態聚合物鉭電容一樣,它們不受壓電效應影響, 適合要求低噪聲的應用場合。

多層陶瓷電容選型

輸出電容

ADI公司LDO設計采用節省空間的小型陶瓷電容工作,但只要考慮ESR值,便可以采用大多數常用電容。輸出電容的ESR會影響LDO控制回路的穩定性。為了確保LDO穩定工作,推薦使用至少1μF、ESR為1Ω或更小的電容。
輸出電容還會影響負載電流變化的瞬態響應。采用較大的輸出電容值可以改善LDO對大負載電流變化的瞬態響應。圖1至3所示為輸出電容值分別為1μF、10μF和20μF的ADP151的瞬態響應。

因為LDO控制環路的帶寬有限,因此輸出電容必須提供快速瞬變所需的大多數負載電流。1μF電容無法持續很長時間供應電流并產生約80mV的負載瞬變。10μF電容將負載瞬變降低至約70mV。將輸出電容提高至20μF,LDO控制回路就可捕捉并主動降低負載瞬變。測試條件如表1所示。

a8542344-f43f-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

表1. 測試條件

a8753778-f43f-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

圖1.輸出負載瞬態響應,COUT = 1 μF

a88e1806-f43f-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

圖2.輸出瞬態負載響應,COUT = 10 μF

a8ad5ac2-f43f-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

圖3.輸出負載瞬態響應,COUT = 20 μF

輸入旁路電容

在VIN和GND之間連接一個1μF電容可以降低電路對PCB布局的敏感性,特別是在長輸入走線或高源阻抗的情況下。如果要求輸出電容大于1μF,應選用更高的輸入電容。

輸入和輸出電容特性

只要符合最小電容和最大ESR要求,LDO可以采用任何質量良好的電容。陶瓷電容可采用各種各樣的電介質制造,溫度和所施加的電壓不同,其特性也不相同。電容必須具有足以在工作溫度范圍和直流偏置條件下確保最小電容的電介質。建議在5V應用中使用電壓額定值為6.3V或10V的X5R或X7R電介質。Y5V和Z5U電介質的溫度和直流偏置特性不佳,建議不要使用。
圖4所示為0402、1μF、10V、X5R電容的電容與電壓偏置關系特性。電容的電壓穩定性受電容封裝尺寸和電壓額定值影響極大。一般來說,封裝較大或電壓額定值較高的電容具有更好的電壓穩定性。X5R電介質的溫度變化率在-40°C至+85°C溫度范圍內為±15%,與封裝或電壓額定值沒有函數關系。

考慮電容隨溫度、元件容差和電壓的變化時,可以利用公式1確定最差情況下的電容。

a8caacda-f43f-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

公式1

其中:

CBIAS為工作電壓下的有效電容。
TVAR為最差情況下電容隨溫度的變化量(幾分之一)。
TOL為最差情況下的元件容差(幾分之一)。

本例中,假定X5R電介質在?40°C至+85°C范圍內的最差情況電容(TVAR)為0.15(15%)。假設電容容差(TOL)為0.10(10%), CBIAS在1.8 V時為0.94μF,如圖4所示。

將這些值代入公式1中可得到:

a8db2132-f43f-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

在此示例中,LDO指定在期望工作電壓和溫度范圍內的最小輸出旁通電容為0.70μF。因此,針對此應用所選的電容滿足此要求。

a8efa396-f43f-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

圖4. 電容與電壓偏置特性的關系

結束語

為了保證LDO的性能,必須了解并評估旁通電容的直流偏置、溫度變化和容差對所選電容的影響。此外,在要求低噪聲、低漂移或高信號完整性的應用中,也必須認真考慮電容技術。所有電容都會受到非理想行為的影響,但一些電容技術比其他技術更適合于某些特定應用。

a90ad6f2-f43f-11ed-90ce-dac502259ad0.png

審核編輯:彭靜
聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
  • 電容
    +關注

    關注

    100

    文章

    6078

    瀏覽量

    150665
  • 晶體管
    +關注

    關注

    77

    文章

    9723

    瀏覽量

    138620
  • 電解電容
    +關注

    關注

    14

    文章

    677

    瀏覽量

    50945

原文標題:一份不錯的LDO電容選型指南

文章出處:【微信號:dianyuankaifa,微信公眾號:電源研發精英圈】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

收藏 人收藏

    評論

    相關推薦

    新一代小區網關:靈活性與高性能至關重要

    新一代小區網關:靈活性與高性能至關重要各種各樣的數字設備進入到越來越多的家庭之中,如各種多媒體應用、網絡設備、語音與數據通信平臺,以及娛樂系統等。當今消費者通??稍诩抑型ㄟ^因特網寬帶連接獲得日益豐富
    發表于 10-05 09:18

    為什么DSP對音頻設計至關重要?

    DSP和音頻解碼是實現當今消費者期望的高質量音頻的關鍵要素。這篇博客將是討論這一主題的系列博客中的第一篇。首先簡述DSP為什么對音頻設計至關重要。在真正開放的空間中,大自然提供了無限數量的音頻通道
    發表于 10-30 11:41

    天線系統在NFC設備中至關重要

    天線系統在NFC設備中至關重要。一般來講,對工作在13.56MHz的NFC系統進行成功設計不僅需要對發射和接收天線進行電磁仿真,還需要將分立組件(包括將射頻功率轉換為直流信號的整流橋)包含進設計中
    發表于 07-17 07:33

    為什么視覺系統對自動駕駛至關重要看了就知道

    為什么視覺系統對自動駕駛至關重要?
    發表于 12-29 06:43

    請問選擇合適的FPGA千兆位收發器為什么至關重要?

    選擇合適的FPGA千兆位收發器為什么至關重要?
    發表于 04-13 06:58

    示波器衡量指標中至關重要但常被忽略的兩個概念是什么?

    示波器衡量指標中至關重要但常被忽略的兩個概念是什么?
    發表于 05-12 06:49

    選擇合適的FPGA千兆位收發器至關重要

    選擇合適的FPGA千兆位收發器至關重要 選擇合適的千兆位收發器(GT)是通信和實時處理領域尤其需要重點考慮的設計事項,但特定的市場領域可能會存在太多的標準、
    發表于 11-04 10:05 ?523次閱讀
    <b class='flag-5'>選擇</b>合適的FPGA千兆位收發器<b class='flag-5'>至關重要</b>

    選擇合適的無線網絡對于優化資源和降低維護成本至關重要

    不同物聯網技術的組合可以管理所有這些需求。選擇合適的無線網絡對于優化資源和降低維護成本至關重要。
    的頭像 發表于 07-07 15:22 ?3085次閱讀

    物聯網基礎設施至關重要

    與任何新技術一樣,從建立物聯網基礎設施開始,物聯網入門也面臨許多挑戰。許多組件組成了IoT基礎架構,包括硬件和管理平臺。即使并非所有部分對于啟動IoT部署都是必需的,但許多部分以后都變得至關重要
    的頭像 發表于 07-15 15:48 ?2928次閱讀

    選擇合適的無線技術至關重要

    選擇合適的無線技術至關重要。憑借 20 多年的經驗,TI 正在改進包括 Wi-Fi、Bluetooth、Sub-1GHz、Zigbee 等在內的連接協議。我們提供一系列經濟實惠的高質量低功耗無線微控制器 (MCU)、認證模塊和收發器以及完整的軟件產品,可滿足任何射頻設計需
    的頭像 發表于 05-31 11:48 ?2027次閱讀

    為什么電容選擇至關重要

    電容往往被人們所忽視。電容既沒有數十億計的晶體管,也沒有采用最新的亞微米制造工藝。在許多工程師的心目中,電容不過是兩個導體加上中間的隔離電解質??偠灾?,它們屬于最低級的電子元件之一。
    的頭像 發表于 07-13 14:32 ?1148次閱讀

    基于硬件的信任對于保護物聯網至關重要

    基于硬件的信任對于保護物聯網至關重要
    的頭像 發表于 01-03 09:45 ?695次閱讀
    基于硬件的信任對于保護物聯網<b class='flag-5'>至關重要</b>

    為什么ESD靜電防護區域的濕度至關重要?

    為什么ESD靜電防護區域的濕度至關重要? ESD靜電防護區域的濕度至關重要的原因有以下幾個方面: 1. 電子器件對濕度的敏感性: 大多數電子器件對濕度非常敏感。特別是集成電路和敏感元件,如晶振
    的頭像 發表于 12-20 13:45 ?1403次閱讀

    有源晶振需要加負載電容嗎?

    工作原理和應用方面有著顯著的差異。對于無源晶振來說,負載電容選擇至關重要。因為無源晶振屬于被動元器件,需要借助外部的元器件來幫助自己工作。其負載電容需要與兩邊的
    的頭像 發表于 05-18 08:34 ?1050次閱讀
    有源晶振需要加負載<b class='flag-5'>電容</b>嗎?

    無刷電機驅動芯片方案的選擇至關重要

    在當今科技飛速發展的時代,無刷電機因其高效、低噪、長壽命等顯著優勢,在眾多領域得到了廣泛應用,從工業自動化到智能家居,從電動汽車到航空航天。而在無刷電機系統中,驅動芯片方案的選擇至關重要,它直接影響
    的頭像 發表于 09-05 17:28 ?664次閱讀
    主站蜘蛛池模板: 狂野欧美性色xo影院| 中文字幕一二三区乱码老| 天天摸天天看天天做天天爽| 天天干网站| 理论视频在线观看| www.激情五月| 国产视频h| 乱好看的的激情伦小说| 在线观看你懂的视频| 亚洲电影一区二区| 日本三级在线观看免费| 美女淫| 国产精品一区二区三区四区| 欧美另类网| 天天操精品| 可以免费看黄的网址| 午夜 dy888理论久久| 亚洲国产欧美在线人成aaa| 91九色蝌蚪在线| 色综合天天综合网国产人| 在线免费观看你懂的| 五月激情综合丁香色婷婷| 你懂的在线视频网站| 国产妇女在线| 日日操夜夜操免费视频| 日本人善交69xxx| 最近2018年中文字幕免费图片| 欧美日本免费| 亚洲第一区第二区| 美女张开腿让男人桶爽| 在线资源网| 超碰v| 国产精品三级a三级三级午夜| 色老头在线视频| 国产高清色视频免费看的网址| 天堂在线最新资源| 国产精品欧美激情在线播放| 一级@片| 久久精品免费视频观看| 天堂网在线新版www| 丁香婷婷啪啪|