0805钽电容 在DC/DC变换器中应用中心论题(成员：中澳发展 万先生)新型POSCAP 电容器应用于DC/DC变换器输出端滤波，在滤除纹波方面效果优越通过实验拟定滤波电容在DC/DC变换器中的应用时影响输出纹波电压的重要参数实验证明滤波电容器类型和电容器等效串联电阻ESR值是输出纹波电压的决定因素poscap 具有诸多长处，作为DC/DC变换器输出滤波电容是抱负的选择解决方案：使用合适的滤波电容器可以保证DC/DC变换器具有低电压、大电流输出在DC/DC变换器中，可以优先选用PA-Cap作为输出电容电子产品的工作电压正在不断减少，这就规定DC/DC变换器具有低电压、大电流输出目前在DC/DC变换器中，一般使用钽电解电容器作为滤波电容采用新型的PA-Cap聚合物片式叠层铝电解电容器应用于DC/DC变换器输出端滤波，在滤除纹波方面，很有效地获得优于钽电解电容器的电气指标PA-Cap聚合物片式叠层铝电解电容器，采用高纯度铝箔作为阳极，在铝箔表面生成的三氧化二铝（Al2O3）作为电介质，固态的高导电聚合物作为阴极PA-Cap具有极低等效串联电阻、稳定的温度频率特性、容许通过大纹波电流、不燃烧不爆炸安全可靠、尺寸小的特点。
纹波电压是输出电压随开关频率的变化量，是电流中交流成分产生的如果将电容器的特性参数等效为电容量C、等效串联电阻ESR和等效串联电感ESL的串联，如图1，图1 电容器特性参数等效图则滤波电路中输出纹波电压可表达为： Vr=VC+VESR+VESL其中VC是由容抗XC产生的纹波电压，VESR是由等效串联电阻ESR产生的纹波电压，VESL由等效串联电感ESL产生的纹波电压，△I为输出纹波电流本文通过实验，拟定PA-Cap在DC/DC变换器中的应用时，影响DC/DC变换器输出纹波电压的重要参数是电容器的等效串联电阻ESR在DC/DC变换器中，可以优先选用PA-Cap作为输出电容实验根据DC/DC变换器生产商提供的评估板资料和典型应用电路，PA-Cap作为滤波电容在DC/DC变换器CS5211DEMO/D评估板线路中的应用，实验的线路原理图如图2图2 CS5211DEMO/D实验电路原理图CS5211变换器工作频率fsw为496KHz；输入电压＝5V，输入电流＝1.8A；输出电压＝2.5V，负载电流＝2.4A。
实验仪器：Agilent 4284A LCR测试仪，TDS1002示波器实验环境：26℃、50%RH电路中电压输入端C6.7.8接入PA-Cap 6.3V/22μF在输出端C20.21位置分别接上钽电解电容器：10V/470μF、16V/220μF和PA-Cap聚合物电容器：10V/22μF、4V/82μF作为滤波电容器，用示波器测量电路的输出纹波电压Vr成果与讨论1）在C20.21位置接不同电容器时，电容器参数与输出纹波电压如表1 表1 电容器参数及CS5211DEMO/D输出纹波电压电容类型电容规格容量(μF)(100Hz)损耗(%)（100Hz）ESR(mΩ)(100kHz)输出纹波电压Vr (mV)钽电容10V/470μF474.33.811736.416V/220μF226.13.15413.4PA-Cap10V/22μF232.12414.54V/82μF84.42.0286.692）在C20.21接不同电容器时，输出纹波电压波形如图3所示A) C20.21为钽电容10V/470μF的输出波形 (B) C20.21为钽电容16V/220μF的输出波形(C) C20.21为PA-Cap 10V/22μF的输出波形 (D) C20.21为PA-Cap 4V/82μF的输出波形图3 C20.21接不同电容器输出纹波电压波形根据输出纹波电压：Vr=VC+VESR+VESL，由于钽电解电容器的块状构造和PA-Cap的片式构造，其等效串联电感ESL均很小，式中的VESL≈0可以忽视，即： Vr≈VESR+VC=(ESR+1/ωC)*△I，因此影响DC/DC变换器输出纹波电压Vr重要由电容器的C和ESR的因素决定。
由于钽电容的阴极材料为MnO2二氧化锰，其电导率较低（λ＝0.1S/cm），而PA-Cap电容器采用导电高分子聚合物作为阴极材料，其电导率达到100S/cm,比钽电容高1000倍，PA-Cap具有迅速的电流转换能力和瞬时响应能力,因此小容量就可以达到钽电容大容量的滤波效果从图3中的（B）和(C)可以看出，两种电容的容量相差10倍而输出纹波电压几乎相似都在14 mV左右根据Vr≈(ESR+1/ωC)*△I，在电容量和输出纹波电流一定的状况下,电容器的等效串联电阻ESR值越小输出纹波电压Vr也越小从表1中可以看出，作为滤波电容10V/22μF的PA-Cap电容由于ESR只有24 mΩ比10V/470μF（ESR＝117 mΩ）钽电容输出纹波电压的效果还要好诸多，以上实际的测试波形和数据充足证明了ESR等效串联电阻直接影响输出纹波电压的效果结论DC/DC变换器的输出端滤波使用的电容器类型和电容器等效串联电阻ESR值是输出纹波电压的决定因素PA-Cap聚合物电容器具有迅速的电流转换能力和瞬时响应能力、极低等效串联电阻ESR值、容许通过大纹波电流的特点，DC/DC变换器中使用PA-Cap聚合物电容器作为输出滤波电容是一种抱负的选择。