电源设计中不应忽略电容的存在

我们经常忽略电源电路设计中电容器的存在。实际上，作为出色的设计，电源设计应该非常重要。
它极大地影响了整个系统的性能和成本。在此，仅介绍在电路板电源设计中使用电容器的方法。
这通常是电源设计中最容易被忽视的地方。许多人从事ARM，DSP和FPGA。
乍一看，它们似乎非常先进，但是它们可能无法为其系统提供便宜而可靠的电源解决方案。这也是我们的家用电子产品功能丰富而性能较差的主要原因之一。
根本原因是研发氛围。大多数研发工程师都很无聊，也不可靠。
公司只为短期利益寻求丰富的功能。今天就杀鸡，吃饱饭吧。
不管明天有没有鸡蛋要吃，“路上都有骨头饿了”。可惜。
言归正传，让我先介绍一下电容器。每个人的大多数电容概念仍然停留在理想的电容阶段。
一般而言，电容为C。但是我不知道电容器的许多重要参数，也不知道1uF陶瓷电容器和1uF铝电解电容器之间的区别。
实际电容可以等效于以下电路形式：C：电容值。通常，它是指在1kHz，1V等效交流电压和0V直流偏置电压的条件下进行的测量。
但是，可以有许多不同的电容测量环境。但要注意的一件事是，电容值C本身会随环境而变化。
ESL：电容器等效串联电感。电容器的引脚为电感。
在低频应用中，电感电抗很小，因此可以忽略不计。当频率较高时，必须考虑该电感。
例如，采用0805封装的0.1uF贴片电容器，每个引脚的电感为1.2nH，则ESL为2.4nH。您可以计算出C和ESL的谐振频率约为10MHz。
当频率高于10MHz时，电容将反映为电感特性。 ESR：电容器等效串联电阻。
无论哪种电容器具有等效串联电阻，当电容器在谐振频率下工作时，电容器的电容和电感都相等，因此等效于电阻，该电阻为ESR。由于电容器结构不同，会有很大的差异。
铝电解电容器的ESR通常在几百毫欧到几欧姆之间，而陶瓷电容器的ESR通常在几十毫欧。钽电容器介于铝电解电容器和陶瓷电容器之间。
让我们看一下一些X7R陶瓷电容器的频率特性：当然，还有许多与电容器有关的参数，但设计中最重要的参数是C和ESR。以下是三种常用电容器的简要介绍：铝电解电容器，陶瓷电容器和钽电容器。
1）铝电容器是通过将铝箔氧化，然后将绝缘层夹在中间，然后浸入电解液中制成的。该原理是化学原理。
电容器的充电和放电取决于化学反应，并且电容器对信号的响应速度受电解质的影响。中等带电离子的运动速度极限通常适用于低频（低于1M）的过滤场合。
ESR主要是铝电阻和电解质的等效电阻之和，并且该值相对较大。铝电容器的电解质将逐渐挥发，导致电容器减少甚至失效，并且挥发速度随着温度的升高而增加。
温度每升高10度，电解电容器的寿命就会减半。如果电容器可以在27度的室温下使用10,000小时，则只能在57度的温度下使用1250小时。
因此，铝电解电容器不应太靠近热源。 2）陶瓷电容器依靠物理反应来存储电能，因此它们具有非常高的响应速度，可应用于G应用。
但是，由于电介质不同，陶瓷电容器也表现出很大的差异。最佳性能是由C0G制成的电容器，该电容器具有较小的温度系数，但材料的介电常数较小，因此电容值不能太大。
最差的性能是Z5U / Y5V材料。这种材料的介电常数大，因此电容可以是几十微法拉。
但是，这种材料受te的影响非常严重。