开关电源用什么电容

开关电源电容使用介绍

前言

  先介绍一个不错的公司设计手册的网址,可以作为参考教程去看:设计手册.再看下TI公司的例子方案,下面是LM2576的一个原理图和PCB设计,原理图中我们的输入电容是大容量和小容量的并联。输出电容也是一个大容量和小容量的并联。示意图如下:
开关电源用什么电容_第1张图片

图1 LM2576示意图

小容量电阻,我们统一取0.1uF,大容量的越大越好,在设计PCB的时候,对于Ci,小容量的靠近芯片,对于Co,大容量的靠近芯片。输入电容详细示意图如下:
开关电源用什么电容_第2张图片

图2 输入电容详细说明示意图

输出电容的详细示意图如下:
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图3 输出电容详细示意图

  接下来介绍一个例子,如下图所示,如果我们的一个开关管用的NMOS,那么这个时候,我们需要一个自举电容CBoot,这个自举电容我们一般用的就是0.01uF-1uF X7RMLCC电容。
开关电源用什么电容_第4张图片

图4 例子示意图

并且电容和开关频率有关,开关频率越高,我们自举电容的容量越小。
  接下来放一张图片可以详细分辨电容的类别:
开关电源用什么电容_第5张图片

图5 电容分辨图

如果我们选择MLCC的时候,我们尽量选用封装大一点,耐压高一点的。因为一些电容的标准量程和实际测量有误差,假如一个22uF,6.3V耐压的MLCC电容,经过实际测试只有16uF,6.3V耐压。我们这里的一个解决方案就是把电容的封装改大一点,用1210封装的。也就是说,MLCC电容受直流电压的影响较大。下面是一个例子示意图:
开关电源用什么电容_第6张图片

图6 MLCC电容PCB示意图

可以看出我们还需要在PCB的顶层和底层对称放置MLCC电容,可以让顶层的MLCC和底层的MLCC所产生的形变相互抵消,防止产生电容啸叫。
这里还要说句,相同耐压,相同电容量,施加相同的直流电压,封装越大,衰减越小。这就是MLCC的一个特点。

  接下来我们继续分析,对于COT架构的Buck降压电路,他的Co的ESR(等效串联电阻)有一定的要求,不能够太小,如果太小就会造成电容上文波电压太小就会造成就会工作不正常,对于Co如果我们用MLCC,就必须要10uF以上。此外我们也可以人为的给他串联一个小电阻,在这个小电阻上就会产生一个纹波电压,这个纹波电压就会反馈到FB引脚,这个芯片才会继续正常工作。而且对于COT架构,绝对不允许给大电容并上一个0.1uF的电容。
示意图如下:
开关电源用什么电容_第7张图片

图7 COT架构示意图

大概就这些了。

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