開關(guān)電源中的基本元件 電容及其分類

BOSHIDA電源模塊 開關(guān)電源中的基本元件 電容及其分類

電阻的應(yīng)用相對(duì)要簡(jiǎn)單點(diǎn)，因?yàn)槿魏我环N類型電阻都可用于各種應(yīng)用場(chǎng)合，但電容不同，它們有許多獨(dú)特的類型，并且每種類型都針對(duì)不同的應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。另外，在選擇一個(gè)電阻時(shí)， 大部分設(shè)計(jì)過程只是選擇阻值(以及功率)，主要因?yàn)殡娮璧钠渌匦詫?duì)電路的影響不大，所以不需要過多地考慮。另一方面，電容除了基本的電容值之外還具有許多特性，而這此特性在電路設(shè)計(jì)中，需要設(shè)計(jì)者認(rèn)真分析對(duì)待，因?yàn)樗鼈儠?huì)關(guān)系到一些特定電路功能的實(shí)現(xiàn)。
在電源設(shè)計(jì)中，對(duì)于電容，實(shí)際應(yīng)用中需要考慮到的特性包括:
電容值(電容的標(biāo)稱值種類不多)
電壓等級(jí)(根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合適當(dāng)降額)
等效串聯(lián)電阻( ESR )
等效串聯(lián)電感( ESL)
峰值和RMS電流額定值
初始容差再加上(以及)老化效應(yīng)
溫度限制
最大dV/dt等級(jí)
失效機(jī)理
當(dāng)然，還有最為重要的成本
電容是能量存儲(chǔ)元件(和電感一樣)，所以它們的特性與其物理尺寸有一定的關(guān)聯(lián)性。盡管電容具有各種尺寸范圍，但在用于處理或管理能量時(shí)，它們往往體積較大，因此尺寸因素必須添加到重要特性列表中。圖3.3顯示了各種類型的電容器以及一些基本屬性。
為了進(jìn)一步幫助選擇好電容，圖3.4顯示了幾種重要類型電容的簡(jiǎn)單區(qū)別。
電容值和電壓額定值與電容器類型的比較也是很有意義的，如圖3.5 所示。

隨著開關(guān)電源設(shè)計(jì)趨向于工作在更高的開關(guān)頻率，電容器的寄生參數(shù)變得越來越重要，特別是其ESR和ESL。評(píng)估其影響的基本工具是利用非理想電容的等效電路，結(jié)合各寄生參數(shù)的矢量關(guān)系和用于分析這些分布參數(shù)對(duì)電路性能的影響所用的方程，如圖3.6所示。
另一種用來分析電容的ESR和ESL的特性的方法，是將幾種類型的電容的等效阻抗繪制為頻率的函數(shù)，如圖3.7所示。

從這些曲線可以看出，在低頻的時(shí)候，電容開始接近理想，只受電容值影響，隨著頻率的增加而導(dǎo)致阻抗的降低。然而，這個(gè)阻抗在ESR值處達(dá)到最小值，并隨著ESL阻抗在更高頻率處變得更重要而開始增加，即頻率越高，ESL起到的作用越明顯，阻抗呈感性。

審核編輯黃宇