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专家教你如何认识几种常用的旁路电容

归档日期:06-28       文本归类:旁路电容      文章编辑:爱尚语录

  设计人员在选择旁路电容,以及电容用于滤波器、积分器、时序电路和实际电容值非常重要的其他应用时,都必须考虑这些因素。若选择不当,则可能导致电路不稳定、噪声和功耗过大、产品生命周期缩短,以及产生不可预测的电路行为。

  电容具有各种尺寸、额定电压和其他特性,能够满足不同应用的具体要求。常用电介质材料包括油、纸、玻璃、空气、云母、聚合物薄膜和金属氧化物。每种电介质均具有特定属性,决定其是否适合特定的应用。

  在电压调节器中,以下三大类电容通常用作电压输入和输出旁路电容:多层陶瓷电容、固态钽电解电容和铝电解电容。

  多层陶瓷电容(MLCC)不仅尺寸小,而且将低ESR、低ESL和宽工作温度范围特性融于一体,可以说是旁路电容的首选。不过,这类电容也并非完美无缺。根据电介质材料不同,电容值会随着温度、直流偏置和交流信号电压动态变化。另外,电介质材料的压电特性可将振动或机械冲击转换为交流噪声电压。大多数情况下,此类噪声往往以微伏计,但在极端情况下,机械力可以产生毫伏级噪声。

  电压控制振荡器(VCO)、锁相环(PLL)、RF功率放大器(PA)和其他模拟电路都对供电轨上的噪声非常敏感。在VCO和PLL中,此类噪声表现为相位噪声;在RFPA中,表现为幅度调制;而在超声、CT扫描以及处理低电平模拟信号的其他应用中,则表现为显示伪像。尽管陶瓷电容存在上述缺陷,但由于尺寸小且成本低,因此几乎在每种电子器件中都会用到。不过,当调节器用在噪声敏感的应用中时,设计人员必须仔细评估这些副作用。

  与陶瓷电容相比,固态钽电容对温度、偏置和振动效应的敏感度相对较低。新兴一种固态钽电容采用导电聚合物电解质,而非常见的二氧化锰电解质,其浪涌电流能力有所提高,而且无须电流限制电阻。此项技术的另一好处是ESR更低。固态钽电容的电容值可以相对于温度和偏置电压保持稳定,因此选择标准仅包括容差、工作温度范围内的降压情况以及最大ESR.

  导电聚合物钽电容具有低ESR特性,成本高于陶瓷电容而且体积也略大,但对于不能忍受压电效应噪声的应用而言可能是唯一选择。不过,钽电容的漏电流要远远大于等值陶瓷电容,因此不适合一些低电流应用。

  固态聚合物电解质技术的缺点是此类钽电容对无铅焊接过程中的高温更为敏感,因此制造商通常会规定电容在焊接时不得超过3个焊接周期。组装过程中若忽视此项要求,则可能导致长期稳定性问题。

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