固態(tài)鉭電解電容
與陶瓷電容相比,固態(tài)鉭電容對(duì)溫度、偏置和振動(dòng)效應(yīng)的敏感度相對(duì)較低。新興一種固態(tài)鉭電容采用導(dǎo)電聚合物電解質(zhì),而非常見(jiàn)的二氧化錳電解質(zhì),其浪涌電流能力有所提高,而且無(wú)需電流限制電阻。此項(xiàng)技術(shù)的另一好處是ESR更低。固態(tài)鉭電容的電容值可以相對(duì)于溫度和偏置電壓保持穩(wěn)定,因此選擇標(biāo)準(zhǔn)僅包括容差、工作溫度范圍內(nèi)的降壓情況以及最大ESR。
導(dǎo)電聚合物鉭電容具有低ESR特性,成本高于陶瓷電容而且體積也略大,但對(duì)于不能忍受壓電效應(yīng)噪聲的應(yīng)用而言可能是唯一選擇。不過(guò),鉭電容的漏電流要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于等值陶瓷電容,因此不適合一些低電流應(yīng)用。
固態(tài)聚合物電解質(zhì)技術(shù)的缺點(diǎn)是此類鉭電容對(duì)無(wú)鉛焊接過(guò)程中的高溫更為敏感,因此制造商通常會(huì)規(guī)定電容在焊接時(shí)不得超過(guò)三個(gè)焊接周期。組裝過(guò)程中若忽視此項(xiàng)要求,則可能導(dǎo)致長(zhǎng)期穩(wěn)定性問(wèn)題。
鋁電解電容
傳統(tǒng)的鋁電解電容往往體積較大、ESR和ESL較高、漏電流相對(duì)較高且使用壽命有限(以數(shù)千小時(shí)計(jì))。而OS-CON電容則采用有機(jī)半導(dǎo)體電解質(zhì)和鋁箔陰極,以實(shí)現(xiàn)較低的ESR。這類電容雖然與固態(tài)聚合物鉭電容相關(guān),但實(shí)際上要比鉭電容早10年或更久。由于不存在液態(tài)電解質(zhì)逐漸變干的問(wèn)題,OS-CON型電容的使用壽命要比傳統(tǒng)的鋁電解電容長(zhǎng)。大多數(shù)電容的工作溫度上限為105°C,但現(xiàn)在OS-CON型電容可以在最高125°C的溫度范圍內(nèi)工作。
雖然OS-CON型電容的性能要優(yōu)于傳統(tǒng)的鋁電解電容,但是與陶瓷電容或固態(tài)聚合物鉭電容相比,往往體積更大且ESR更高。與固態(tài)聚合物鉭電容一樣,這類電容不受壓電效應(yīng)影響,因此適合低噪聲應(yīng)用。
為LDO電路選擇電容輸出電容
ADI公司的低壓差調(diào)節(jié)器(LDO)可以與節(jié)省空間的小型陶瓷電容配合使用,但前提是這些電容具有低等效串聯(lián)電阻(ESR);輸出電容的ESR會(huì)影響LDO控制環(huán)路的穩(wěn)定性。為確保穩(wěn)定性,建議采用至少1 μF且ESR最大為1 Ω的電容。
輸出電容還會(huì)影響調(diào)節(jié)器對(duì)負(fù)載電流變化的響應(yīng)??刂骗h(huán)路的大信號(hào)帶寬有限,因此輸出電容必須提供快速瞬變所需的大多數(shù)負(fù)載電流。當(dāng)負(fù)載電流以500 mA/μs的速率從1 mA變?yōu)?00 mA時(shí),1μF電容無(wú)法提供足夠的電流,因而產(chǎn)生大約80 mV的負(fù)載瞬態(tài),如圖1所示。當(dāng)電容增加到10 μF時(shí),負(fù)載瞬態(tài)會(huì)降至約70 mV,如圖2所示。當(dāng)輸出電容再次增加并達(dá)到20 μF時(shí),調(diào)節(jié)器控制環(huán)路可進(jìn)行跟蹤,主動(dòng)降低負(fù)載瞬態(tài),如圖3所示。這些示例都采用線性調(diào)節(jié)器ADP151,其輸入和輸出電壓分別為5 V和3.3 V。
輸入旁路電容
在VIN和GND之間連接一個(gè)1 μF電容可以降低電路對(duì)PCB布局的敏感性,特別是在長(zhǎng)輸入走線或高信號(hào)源阻抗的情況下。如果輸出端上要求使用1 μF以上的電容,則應(yīng)增加輸入電容,使之與輸出電容匹配。