钽电容与陶瓷电容

电器工程 电容器 陶瓷制品 我愿意
2022-01-25 12:36:41

我有一个负 LDO(-5V 从 -5.5V 到 -10V),它需要一个钽或铝电容器。我想知道为什么它不能使用陶瓷电容器?这有什么具体原因吗?

稳压器是 TC59(数据表)。

(更正:我最初给的调节器是陶瓷稳定的,这个不是。)

2个回答

只要满足数据表中的要求,陶瓷就应该可以工作:0.1ohm < esr < 5ohm 和 srf > 1mhz。

在钽电容中找到这些特性可能更容易,尤其是在 2002 年发布该数据表时。

编辑:有关 LDO 稳定性以及为什么 ESR 必须落在特定范围内的更多信息。

通用 LDO 的工作原理是使用误差放大器将输出电压与内部电压基准进行比较,并驱动 PNP 晶体管来纠正此误差。

当您查看此反馈路径的相移和环路增益时,问题就出现了。误差放大器和被驱动的负载都为反馈回路的频率响应贡献了极点。这些极点充当低通滤波器,导致环路增益随着频率的增加而降低。正如我们所知,极点也会引入负相移。如果允许此相移达到 -180 度,则反馈环路变得不稳定,LDO 将振荡。

这意味着每次误差放大器尝试补偿误差时,其校正结果是 180 度异相或反转,因此误差放大器基本上被抛出一个循环并开始进行应有的相反校正制造,导致不稳定。

为了避免这种情况,我们需要防止反馈回路中的相移达到-180度,实际上我们只需要在LDO可以产生增益> 1作为阻尼响应的区域内保持它不达到-180度系统超过这一点将防止振荡。该频率由 PNP 传输晶体管的单位增益点定义。

我们防止这种相移的方法是在特定区域使用具有 ESR 的电容器。电容将移动负载产生的极点,但更重要的是 ESR 将贡献更高的频率零。基本上,您已经在反馈回路中添加了一个高通滤波器。ESR 引入的相移将抵消误差放大器和负载的极点在低频下引入的相移。

ESR 必须在特定范围内的原因是,如果它太低,对频率响应有贡献的零将位于频率非常高的位置,高于传输晶体管的单位增益点。因此,它不能有效地确保反馈环路的相移不会在单位增益频率之前达到 -180 度。

如果 ESR 太高,则零的频率会非常低。由传输晶体管的寄生效应产生的频率响应中还有另一个极点,如果电容 ESR 的零频率太低,当我们仍然有增益 > 1 时就会到达这个极点,​​这将抵消ESR 为零,我们可能会在达到单位增益之前达到 -180 度相移。

话虽如此,这些问题都表明了较旧的 LDO 设计。许多/大多数/所有新设计都在反馈环路中包含额外的内部补偿,从而将 LDO 稳定性与输出电容器的 ESR 规范分离。

具有这些特性的陶瓷电容器应该没问题。