關於寄生電容 一定要仔細讀一讀
發布時間:2019-05-05 責任編輯:wenwei
【導讀】電源紋波和瞬態規格會決定所需電容器的大小,同時也會限製電容器的寄生組成設置。圖1顯示一個電容器的基本寄生組成,其由等效串聯電阻(ESR)和等效串聯電感(ESL)組成,並且以曲線圖呈現出三種電容器(陶瓷電容器、鋁質電解電容器和鋁聚合物電容器)的阻抗與頻率之間的關係。表1顯示了用於生成這些曲線的各個值。這些值為低壓(1V~2.5V)、中等強度電流(5A)同步降壓電源的典型值。
表1:三種電容器比較情況,各有優點。

低(di)頻(pin)下(xia),所(suo)有(you)三(san)種(zhong)電(dian)容(rong)器(qi)均(jun)未(wei)表(biao)現(xian)出(chu)寄(ji)生(sheng)分(fen)量(liang),因(yin)為(wei)阻(zu)抗(kang)明(ming)顯(xian)隻(zhi)與(yu)電(dian)容(rong)相(xiang)關(guan)。但(dan)是(shi),鋁(lv)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)器(qi)阻(zu)抗(kang)停(ting)止(zhi)減(jian)小(xiao),並(bing)在(zai)相(xiang)對(dui)低(di)頻(pin)時(shi)開(kai)始(shi)表(biao)現(xian)出(chu)電(dian)阻(zu)特(te)性(xing)。這(zhe)種(zhong)電(dian)阻(zu)特(te)性(xing)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia),直(zhi)到(dao)達(da)到(dao)某(mou)個(ge)相(xiang)對(dui)高(gao)頻(pin)為(wei)止(zhi)(電容器出現電感)。鋁聚合物電容器為與理想狀況不符的另一種電容器。有趣的是,它擁有低ESR,並且ESL很明顯。陶瓷電容器也有低ESR,但由於其外殼尺寸更小,它的ESL小於鋁聚合物和鋁電解電容器。

圖1:寄生對陶瓷、鋁和鋁聚合物電容器阻抗的改變不同
圖2顯示運作在500kHz下的連續同步調節器模擬的電源輸出電容器波形。它使用圖1所示三種電容器的主要阻抗:陶瓷電容;鋁ESR;鋁聚合物ESL.
紅色線條為鋁電解電容器,其由ESR主導。因此,紋波電壓與電感紋波電流直接相關。藍色線條代表陶瓷電容器的紋波電壓,其擁有小ESL和ESR.zhezhongqingkuangdewenbodianyaweishuchudianganwenbodianliudezuchengbufen。youyuwenbodianliuweixianxing,yincizhedaozhiyixilieshijianpingfangbufen,bingqiewaixingkansizhengxianquxian。
最後,綠色線條代表紋波電壓,其電容器阻抗由其ESL主導,例如:鋁聚合物電容器等。在這種情況下,輸出濾波器電感和ESL形成一個分壓器。這些波形的相對相位與我們預計的一樣。ESL主導時,紋波電壓引導輸出濾波器電感電流。ESRzhudaoshi,wenboyudianliutongxiang,erdianrongzhudaoshi,qiyanchi。xianshiqingkuangxia,shuchuwenbodianyabingfeijinbaohanlaizizhexieyuanjianzhongzhiyidedianya。xiangfan,tashisuoyousangeyuanjiandianyazhihe。yinci,zaiwenbodianyaboxingzhongdounengkandaoqimouxiebufen。

圖2:電容器及其寄生要素在連續同步降壓調節器中形成不同的紋波電壓
圖3xianshileyigeshendulianxufanjihuozhejiangyatiaojieqideboxing,qishuchudianrongqidianliukeyiweizhenghefu,erjutizhuangtaihuibuduankuaisubianhua。hongsexiantiaoqingchubiaominglezhezhongqingkuang,qidianyayouzhezhongdianliuchengyiESR得(de)出(chu),結(jie)果(guo)則(ze)為(wei)一(yi)種(zhong)方(fang)波(bo)。電(dian)容(rong)器(qi)元(yuan)件(jian)的(de)電(dian)壓(ya)為(wei)方(fang)波(bo)的(de)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)。它(ta)導(dao)致(zhi)線(xian)性(xing)充(chong)電(dian)和(he)放(fang)電(dian),如(ru)藍(lan)色(se)三(san)角(jiao)波(bo)形(xing)所(suo)示(shi)。最(zui)後(hou),僅(jin)當(dang)電(dian)流(liu)在(zai)過(guo)渡(du)期(qi)間(jian)變(bian)化(hua)時(shi),電(dian)容(rong)器(qi)ESL的電壓才明顯。這種電壓會非常高,取決於輸出電流升時間。請注意,在這種情況下,綠色線條需除以10(假設25 nS電流過渡)。這些大電感尖峰就是在反激或降壓電源中經常出現雙級濾波器的眾多原因之一。

圖3:波形隨連續反激或者降壓輸出電流而變化
總之,輸出電容器的阻抗有助於提高紋波和瞬態性能。隨著電源頻率升高,寄生問題的影響更大、更不應忽視。在20kHz附近,鋁電解電容器的ESR大到足以主導電容阻抗。在100kHz時,一些鋁聚合物電容表現出電感。電源進入兆赫茲開關頻率時,請注意所有三種電容器的ESL.
推薦閱讀:
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 具身智能成最大亮點!CITE 2026開幕峰會釋放產業強信號
- 助力醫療器械產業高質量發展 派克漢尼汾閃耀2026 ICMD
- 比異步時鍾更隱蔽的“芯片殺手”——跨複位域(RDC)問題
- 數據之外:液冷技術背後的連接器創新
- “眼在手上”的嵌入式實踐:基於ROS2與RK3576的機械臂跟隨抓取方案
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索



