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[工仪]合理选择电路的去耦电容,3种常见电容详细对比 [复制链接]

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离线alszy
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2016-10-30
在电路设计时,为了滤除电源中的高频干扰,通常会在电源两端并联一些电容。那么平时使用的各种电容性能有多大区别呢?

下面是本次测试的3大种类常见电容:
MLCC即多层陶瓷电容


测试使用的 固纬LCR-8105G数字电桥:


都为47uF电容,但耐压及材质有区别


在10Hz测试频率时,MLCC的容量及内阻和铝电解非常接近,而钽电容的内阻(指ESR,即等效串联电阻)相比之下非常低,这说明在低频时,性能最好的电容是钽电容,而性价比最高的电容是铝电解,MLCC不适合使用。


当频率升高到10kHz之后,MLCC就完全胜出了,而铝电解的内阻变得非常大,在高频时已经不适合使用铝电解了


频率升高到100kHz的情况,和上表相似。增加了三星的10uF 0805封装MLCC测试,该电容在高频下的表现比47uF铝电解好很多,且成本和铝电解差不多,所以高频时用MLCC代替铝电解,有更好的去耦效果,还能节省空间


下面将把6种电容接入电路进行测试


使用的电路为凌特5V升12V  DC-DC,开关频率为580kHz,带200Ω电阻作为负载


在输出端没有接电容时,纹波高达1.8Vp-p(示波器截图中的峰-峰值就是纹波)


接入2种铝电解样品,纹波均下降为300mVp-p左右




接入钽电容,输出纹波为268mVp-p,和电解电容差不多


接入同样容量的MLCC,纹波降到仅有44mVp-p


耐压6.3V的MLCC2,已超压使用,但纹波也很低


这是成本和铝电解相似的10uF 0805 MLCC,接入后纹波为92mVp-p,仅为电解电容的1/3


通过本次测试,可以看出用于低频滤波时,MLCC不具有优势,铝电解具有极高的性价比;
但在高频时,MLCC的滤波效果秒杀铝电解,而且成本也和铝电解差不多。
直接接到50Hz市电的铁芯变压器,应该使用铝电解滤波;电脑电源、手机充电器、升/降压DC-DC等开关电源,使用MLCC滤波能得到更好的效果。
但需要注意的是,在某些情况,例如电动机启动、扬声器发出“咚”的鼓点声时,需要的电量比较大,但MLCC容量不够大,无法提供这么多电量,这时候并联几个电解电容还是很有必要的。
[ 此帖被alszy在2016-10-30 23:28重新编辑 ]
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