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1、電容ESR
開關(guān)電源都需要在輸出加一個(gè)電容,將切換電路投遞過來的斷續(xù)能量平滑成穩(wěn)定的線性輸出,這個(gè)電容的重要性不言而喻。
一個(gè)非理想因素就是所有的電容都有等效串聯(lián)電阻(ESR),這個(gè)電阻會(huì)導(dǎo)致一系列問題。
電容穩(wěn)壓的原理就是當(dāng)VO電壓上升時(shí),吸入電流,將能量存儲(chǔ)于電容,當(dāng)VO電壓下降時(shí),吐出電流,釋放能量。這個(gè)過程中,電流始終流過ESR。
2、ESR導(dǎo)致的紋波
ESR是輸出高頻電壓紋波的罪魁禍?zhǔn)祝?dāng)電容儲(chǔ)能和釋能時(shí),電流方向相反,因此輸出在VO=VC VESR,和VO=VC VESR之間切換,ESR越大,紋波電壓越大。
3、電解電容ESR的危害
為了降低成本,通常輸出電容會(huì)使用偏移的電解電容,但是電解電容的ESR是較高的。
ESR大小:電解電容>鉭電容>陶瓷電容。
對(duì)于電解電容來說,高紋波電壓倒在其次,要命的是ESR會(huì)導(dǎo)致電容發(fā)熱,電流越大,發(fā)熱越厲害,發(fā)熱越厲害,電解電容的電解液蒸發(fā)得越快,隨著電解液的蒸發(fā),ESR加大,發(fā)熱更高,陷入惡性循環(huán)。
電解電容本身就壽命不高,是電源系統(tǒng)中壽命zui短的器件,由于ESR導(dǎo)致的發(fā)熱,會(huì)加快電解電容報(bào)廢,所以開關(guān)電源隨著時(shí)間的推移,紋波電壓會(huì)越來越大。
4、解決ESR的問題
解決方法是降低ESR阻值或降低流過ESR的電流,降低流過ESR的電流比較麻煩,比較簡單的方法是降低ESR阻值。
可以采用低ESR的電解電容替代普通電容,或者用多個(gè)電容并聯(lián)來替代單個(gè)電容。
多個(gè)電容并聯(lián)的方法缺點(diǎn)是占用大量的空間,在小體積電源中應(yīng)用受限,所以有時(shí)會(huì)用陶瓷和電解電容并聯(lián)的方法,甚至用一種多層陶瓷電容替代多個(gè)陶瓷電容。
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