钽电容器与陶瓷电容器


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

调节器是TC59(数据表)。

(更正:我最初给的调节器对陶瓷稳定,但不是。)

Answers:


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只要满足数据表中的要求,陶瓷就可以正常工作:0.1ohm <esr <5ohm和srf> 1mhz。

在钽盖中查找这些属性可能更容易,尤其是在2002年该数据表发布时。

编辑:有关LDO稳定性以及ESR为什么必须落入特定范围的更多信息。

通用LDO的工作原理是将输出电压与带有误差放大器的内部基准电压进行比较,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,就会出现问题。误差放大器和被驱动的负载都对反馈环路的频率响应产生影响。这些极点用作低通滤波器,导致环路增益随频率增加而降低。众所周知,极点也会带来负相移。如果允许该相移达到-180度,则反馈环路将变得不稳定,并且LDO将振荡。

这意味着每当误差放大器试图补偿误差时,其校正结果就会异相180度或反相,因此误差放大器基本上会抛出一个环路,并开始进行相反的校正,即制,导致野性不稳定。

为了避免这种情况,我们需要防止反馈环路中的相移达到-180deg,实际上我们只需要在LDO可以产生增益> 1的区域(即LDO的阻尼响应)内使其保持在-180deg即可。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使用在某个区域具有ESR的电容器。电容将移动由负载产生的极点,但更重要的是,ESR将贡献更高的零频率。基本上,您已经在反馈回路中添加了一个高通滤波器。ESR引入的相移将抵消来自误差放大器和负载的极点在较低频率下引入的相移。

ESR必须在特定范围内的原因是,如果ESR太低,则导致频率响应的零将位于非常高的频率上,高于传输晶体管的单位增益点。结果,它不能有效地确保反馈环路的相移在单位增益频率之前不达到-180deg。

如果ESR太高,则零频率将非常低。传输晶体管的寄生效应在频率响应中存在另一个极点,如果电容器ESR的零频率太低,则在达到增益> 1时将达到该极点,这将抵消以下影响: ESR为零,我们可能会在达到单位增益之前达到-180度相移。

综上所述,这些问题表明了较旧的LDO设计。许多/大多数/所有新设计都在反馈环路中包含了额外的内部补偿,这使LDO稳定性与输出电容器的ESR规范脱钩。


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:)我几乎删除了它,因为它可能会造成混淆,但我无法抗拒。
标记

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具有这些特性的陶瓷电容器应该可以。


我可以在串联电阻上增加ESR吗?在这一点上,还是应该考虑使用钽,因为它会小于电容+电阻。
Thomas O 2010年

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您的问题的答案是肯定的,但是为什么要这么做?我不明白为什么会有最低的ESR。也许是为了防止人们为2002年的超低ESR上限支付过多的费用?
凯文·维米尔

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@ree:某些(通常较老/便宜)的稳压器需要最低水平的电容器ESR才能保持稳定性。
尼克·T

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由于ESR电容器非常低,一些稳压器变得不稳定。
Leon Heller

@reemrevnivek:TC59仅在ESR> 0.1欧姆和ESR <5欧姆时才稳定,请参阅下面的Mark回答。
Thomas O
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