這里,只介紹一下電路板電源設計中的電容使用情況。這往往又是電源設計中最容易被忽略的地方。很多人搞ARM,搞DSP,搞FPGA,乍一看似乎搞的很高深,但未必有能力為自己的系統提供一套廉價可靠的電源方案。這也是我們國產電感制造商電子產品功能豐富而性能差的一個主要原因,根源是研發風氣吧,大多研發工程師毛燥、不踏實;而公司為求短期效益也只求功能豐富,只管今天殺雞飽餐一頓,不管明天還有沒有蛋吃,“路有餓死骨”也不值得可惜。
好了,言歸正轉,先跟大家介紹一下電容。
大家對電容的概念大多還停留在理想的電容階段,一般認為電容就是一個C。卻不知道電容還有很多重要的參數,也不知道一個1uF 的瓷片電容和一個1uF 的鋁電解電容有什么不同。
實際的電容可以等效成下面的電路形式:
C:電容容值。一般是指在1kHz,1V 等效AC 電壓,直流偏壓為0V 情況下測到的,不過也可有很多電容測量的環境不同。但有一點需注意,電容值C 本身是會隨環境發生改變的。
ESL:電容等效串聯電感。電容的管腳是存在功率電感的。在低頻應用時感抗較小,所以以不考慮。當頻率較高時,就要考慮這個繞線電感了。舉個例子,一個0805 封裝的0.1uF 貼片電容,每管腳電感1.2nH,那么ESL 是2.4nH,可以算一下C 和ESL 的諧振頻率為10MHz 左右,當頻率高于10MHz,則電容體現為電感特性。
ESR:電容等效串聯電阻。無論哪種電容都會有一個等效串聯電阻,當電容工作在諧振點頻率時,電容的容抗和感抗大小相等,于是等效成一個電阻,這個電阻就是ESR。因電容結構不同而有很大差異。鋁電解電容E貼片電感生產廠家SR 一般由幾百毫歐到幾歐,瓷片電容一般為幾十毫歐,鉭電容介于鋁電解電容和瓷片電容之間。
下面我們看一些X7R 材質瓷片電容的頻率特性:
貼片電感公司 當然,電容相關的參數還有很多,不過,設計中最重要的還是C 和ESR。