钽电容、铝电解、陶瓷电容作为DCDC输出电容的比较
http://www.avx.com/docs/techinfo/DC-DCConverterCapBenchmark.pdf
P12 钽电容在不同频率下容量表现非常稳定;陶瓷电容不足够稳定;铝电解很不稳定;
P13 在大范围频段内:
陶瓷电容的ESR表现得出奇地低(100k时最低0.002欧),但随频率变动也很大(最大1欧);
钽电容ESR较高(基本在0.05欧以下),且比较稳定,基本不受频率影响;
铝电解的ESR很高(基本在0.5欧),且比较稳定,基本不受频率影响;
P14 环境对容量的影响,温度范围-55~+125,DC范围0V~4V的条件下:
陶瓷电容的容量稳定性不好,表现在受电压和温度影响都非常地大,不同条件下从110%到50%变动剧烈;
钽电容的容量稳定性非常好,-55~+125温度范围和DC从0V~4V范围内几乎不受;
铝电解的容量稳定性不很好,主要受温度影响大;受电压影响不大。
P15 环境对ESR的影响,温度范围-55~+125,DC范围0V~4V的条件下:
各种电容的ESR受DC变化影响非常小,可以忽略,但受温度变化影响很大,具体如下:
陶瓷电容的ESR在全温度范围内的表现仍然非常令人满意,比较稳定,在0.001~0.002欧之间,ESR随温度升高而降低;
钽电容的ESR在全温度范围内表现的非常稳定,但ESR值仍有点高为0.02欧到0.1欧之间,ESR随温度升高而降低;
铝电解的ESR在全温度范围内表现非常差,不但值很高,而且非常不稳定,尤其在负温度区域内,因为电解液的特性,ESR最大(-55度时)上升到100欧的很夸张的值;
P16 DCDC输出的测试(输出直流3.3V):
钽电容表现优秀,纹波频率与DCDC的振荡频率相等(300kHz),峰峰值25.6mV;
陶瓷电容表现非常差劲,它导致DCDC的调整器不稳定,出现莫名其妙的50kHz的振荡,并且振荡峰峰值电压高达60.1mV(5V输出电压下的测试结果高达169mV);
铝电解电容表现也不好,纹波频率与DCDC的振荡频率相等(300kHz),峰峰值73.4mV(5V输出电压下测试峰峰值为96.1mV);
P17 DCDC输出受温度影响的测试:(3.3V输出电压恒定,温度变化范围为0~70度)
温度变化范围内,钽电容表现优秀,整体稳定,在30mV以下,并且随温度升高纹波峰峰值降低;
陶瓷电容的表现非常差劲,0度时90mV,70度时降到40mV;
铝电解的的表现更差,0度时150mV,70度时50mV;
总结,DCDC中使用钽电容是最合适的,陶瓷电容极低的ESR和不稳定的容量会导致振荡不稳定,铝电解超高的ESR会导致平滑性能不佳。
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