MLCC电容的直流偏压特性VIP免费

DCDC实测出来的纹波比公式计算出来的大，电容ESR的锅？我们设计DCDC电路的时候，经常会用下面的公式计算一下纹波输出电压，然后在输出端选择合适的电容。下面是某DCDC规格书的纹波说明：outputvoltageripplelow.Theoutputvoltageripplecanbeestimatedby:AVout'鬻卜［RE5H+爲心)辅出换公式WhereC2istheoutputcapacitancevatueandistheequivalentseriesresistance(ESR)valueaftheoutputcapacitor.Whenusingceramiccapacitors,theimpedance皿theswitchingfrequencyiwdcjmin日FEMby耒用遇江史容，迷出capacitancewhichisthemaincauseforlhe_宀宀耳.outputvoltageripple.Forsinnplification,the纹浪主要用电谷滋决outputvoltageripplecanbeestfmatedby:巧？陶瓷电容的ESR都说很小，可以忽略。那么根据输入输出电压，开关频率，目标纹波，就可以求得电容容量的大小。然而，不知道你发现没有，电路做出来实测一下，一般都比算出来的纹波要大，那么这是为什么呢？这是因为陶瓷电容的ESR实际不能忽略吗？而一般情况下我们并不知道电容ESR多大，所以就这样让陶瓷电容背锅了（我以前就是这么干的，汗）。那么真是这样吗？实际上是这样的，陶瓷电容MLCC有一个直流偏压特性：在电容上施加直流电压之后，电容容量会下降。电容的直流偏压特性下图是村田的47UF/6.3V电容直流偏压特性Capacitance-DCBiasCharacteristics120Hz/O.SVrmsEquipmentiLCRMeter可以看到，在电容上面施加直流电压6.3V的时候，电容量只剩下初始值的15%左右。我勒个去，这也太恐怖了吧。真的是这样吗？实验验证实验条件，12V转3.3V的DCDC,开关频率800Khz的DCDC,输出滤波电容型号为47uF/6.3V,经查询ESR在800Khz时为2mQ。计算公式：第一种纹波计算值：电容量按照满容量47uF计算。ESR造成的纹波=2.7mV电容量造成的纹波=4.5mV所以总纹波为：2.7mV+4.5mV=7.2mV第二种纹波计算值：电容量按照电容偏压曲线在3.3V时容量大概为18.8uF。ESR造成的纹波=2.7mV电容量造成的纹波=11.3mV所以总纹波为：2.7mV+11.3mV=14mV电路板实测：电路板实测，纹波为15mV，与第二种方法算出来的值非常接近。o-所以，MLCC陶瓷电容的直流偏压特性的确是存在的各种容量的电容直流偏压曲线为了方便我们设计，我在村田官网上下载了一些常规电容的直流偏压特性曲线，可供设计参考。47uF-63V-0805DCBiasM氏一％u£u聂Q)all£o舉”書£od100nF-16V-0402-MW-M淇Ta匚£udeoDCBias[V]DCBiasMDCBias[V]从图片之间对比可得出：容量越大，偏压特性越明显，随电压升高，容量下降得更多同容量，不同耐压电容，在相同电压下，电容量下降差不多（不存在高耐压值的电容电容下降得少）同容量，同耐压，封装大的电容量下降得慢总结：MLCC电容的直流偏压特性很明显，容量越大随电压升高容量下降越快，设计电路时必须考虑。