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2016.10.20 DC/DC

输入电容器的选定

DC/DC转换器的电感和电容器的选定

前面已经说明输出电容器作用和选择的要点。接下来则进入输入电容器的说明。这里也沿用输出电容器部分中的图表,首先进行重温以便于理解。

输入电容器和输出电容器的作用

和前面一样,想象DC/DC转换器电流的流动示意图,温习输入及输出电容器会有何种性质的电流流动。

框中的上方ICO为输出电容器、下方ICIN为输入电容器的电流波形。输入电容器可从VIN充电,当晶体管Q1为ON时会放出开关电流IDD。比较大的电流会急剧反复流动。输出电容器以输出电压为中心反复与输出纹波电压连动进行充放电工作。

输入电容器的选定

输入电容器的选定的重要因素有以下3个。

1)额定电压

2)额定纹波电流及纹波发热特性

3)使用陶瓷电容器时:温度特性和DC偏置特性

此外,选择前请注意以下几点:

・额定电压必须比最大输入电压高。

・额定纹波电流必须比IC输入所发生的最大输入纹波电流大。

・降压转换器中,瞬间输入电流的最大值与输出电流相同。

流向输入电容器的纹波电流实效值ICIN用下列公式表示。

以此结果为主,并且根据电容器纹波电流绝对最大额定和纹波发热特性的图表来选择可对应电容器。

输入纹波电压ΔVIN用以下公式计算。

由此公式可知,如果输入电容器变大时,输入纹波电压会变小。

可以选择陶瓷电容器作为输入电容器。使用陶瓷电容器时,一般必须注意温度变化和DC偏置导致的电容器变化。

关于温度特性,如果为CLASS2(高介电常数型)型的EAI符号X5R(-55~+85℃、电容值变化率 ±15%)或X7R (-55~+125℃、电容值变化率 ±15%)的话,可充分获得稳定的温度特性。

关于DC偏置,当然须选择影响少的,不过即使电容值、耐压相同,变动特性也会因封装尺寸而异。下方图表为其一例,显示尺寸大者变动少。总之,请务必从电容器厂商取得充分的信息。

耐压比较

基本上,必须根据这些信息选择输入电容器,不过试作评估时也有必要确认掺入纹波的输入电压没有超过耐压、没有因纹波电流而产生无法承受的发热等。

关键要点:

・选定的重点是额定电压、额定纹波电流、纹波发热特性、尤其是陶瓷电容器时温度特性和DC偏置特性

・输出电容器必须承受高电压和大纹波电流。

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