1、電容ESR
開關電源都需要在輸出加一個電容,將切換電路投遞過來的斷續能量平滑成穩定的線性輸出,這個電容的重要性不言而喻。
一個非理想因素就是所有的電容都有等效串聯電阻(ESR),這個電阻會導致一系列問題。
電容穩壓的原理就是當VO電壓上升時,吸入電流,將能量存儲于電容,當VO電壓下降時,吐出電流,釋放能量。這個過程中,電流始終流過ESR。
2、ESR導致的紋波
ESR是輸出高頻電壓紋波的罪魁禍首,當電容儲能和釋能時,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,通常輸出電容會使用偏移的電解電容,但是電解電容的ESR是較高的。
ESR大。弘娊怆娙>鉭電容>陶瓷電容。
對于電解電容來說,高紋波電壓倒在其次,要命的是ESR會導致電容發熱,電流越大,發熱越厲害,發熱越厲害,電解電容的電解液蒸發得越快,隨著電解液的蒸發,ESR加大,發熱更高,陷入惡性循環。
電解電容本身就壽命不高,是電源系統中壽命zui短的器件,由于ESR導致的發熱,會加快電解電容報廢,所以開關電源隨著時間的推移,紋波電壓會越來越大。
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,或者用多個電容并聯來替代單個電容。
多個電容并聯的方法缺點是占用大量的空間,在小體積電源中應用受限,所以有時會用陶瓷和電解電容并聯的方法,甚至用一種多層陶瓷電容替代多個陶瓷電容。
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