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低压差调节器—为什么选择旁路电容很重要(转)

菜鸟
2015-03-25 15:05:55    评分

虽然人们普遍认为电容是解决噪声相关问题的灵丹妙药,但是电容的价值并不仅限于此。设计人员常常只想到添加几个电容就可以解决大多数噪声问题,但却很少去考虑电容和电压额定值之外的参数。然而,与所有电子器件一样,电容并不是十全十美的,相反,电容会带来寄生等效串联电阻(ESR)和电感(ESL)的问题,其电容值会随温度和电压而变化,而且电容对机械效应也非常敏感。(本文转自ADI中文技术支持论坛https://ezchina.analog.com/thread/10008


设计人员在选择旁路电容时,以及电容用于滤波器、积分器、时序电路和实际电容值非常重要的其它应用时,都必须考虑这些因素。若选择不当,则可能导致电路不稳定、噪声和功耗过大、产品生命周期缩短,以及产生不可预测的电路行为。


电容技术

电容具有各种尺寸、额定电压和其它特性,能够满足不同应用的具体要求。常用电介质材料包括油、纸、玻璃、空气、云母、聚合物薄膜和金属氧化物。每种电介质均具有特定属性,决定其是否适合特定的应用。

在电压调节器中,以下三大类电容通常用作电压输入和输出旁路电容:多层陶瓷电容、固态钽电解电容和铝电解电容。附录部分对这三类电容进行了比较。


多层陶瓷电容


多层陶瓷电容(MLCC)不仅尺寸小,而且将低ESR、低ESL和宽工作温度范围特性融于一体,可以说是旁路电容的首选。不过,这类电容也并非完美无缺。根据电介质材料不同,电容值会随着温度、直流偏置和交流信号电压动态变化。另外,电介质材料的压电特性可将振动或机械冲击转换为交流噪声电压。大多数情况下,此类噪声往往以微伏计,但在极端情况下,机械力可以产生毫伏级噪声。

电压控制振荡器(VCO)、锁相环(PLL)RF功率放大器(PA)和其它模拟电路都对供电轨上的噪声非常敏感。在VCOPLL中,此类噪声表现为相位噪声;在RF PA中,表现为幅度调制;而在超声、CT扫描以及处理低电平模拟信号的其它应用中,则表现为显示伪像。尽管陶瓷电容存在上述缺陷,但由于尺寸小且成本低,因此几乎在每种电子器件中都会用到。不过,当调节器用在对噪声敏感的应用中时,设计人员必须仔细评估这些副作用。


固态钽电解电容


与陶瓷电容相比,固态钽电容对温度、偏置和振动效应的敏感度相对较低。新兴一种固态钽电容采用导电聚合物电解质,而非常见的二氧化锰电解质,其浪涌电流能力有所提高,而且无需电流限制电阻。此项技术的另一好处是ESR更低。固态钽电容的电容值可以相对于温度和偏置电压保持稳定,因此选择标准仅包括容差、工作温度范围内的降压情况以及最大ESR

导电聚合物钽电容具有低ESR特性,成本高于陶瓷电容而且体积也略大,但对于不能忍受压电效应噪声的应用而言可能是唯一选择。不过,钽电容的漏电流要远远大于等值陶瓷电容,因此不适合一些低电流应用。

固态聚合物电解质技术的缺点是此类钽电容对无铅焊接过程中的高温更为敏感,因此制造商通常会规定电容在焊接时不得超过三个焊接周期。组装过程中若忽视此项要求,则可能导致长期稳定性问题。


铝电解电容


传统的铝电解电容往往体积较大、ESRESL较高、漏电流相对较高且使用寿命有限(以数千小时计)。而OS-CON电容则采用有机半导体电解质和铝箔阴极,以实现较低的ESR。这类电容虽然与固态聚合物钽电容相关,但实际上要比钽电容早10年或更久。由于不存在液态电解质逐渐变干的问题,OS-CON型电容的使用寿命要比传统的铝电解电容长。大多数电容的工作温度上限为105°C,但现在OS-CON型电容可以在最高125°C的温度范围内工作。

虽然OS-CON型电容的性能要优于传统的铝电解电容,但是与陶瓷电容或固态聚合物钽电容相比,往往体积更大且ESR更高。与固态聚合物钽电容一样,这类电容不受压电效应影响,因此适合低噪声应用。


LDO电路选择电容输出电容


ADI低压差调节器(LDO)可以与节省空间的小型陶瓷电容配合使用,但前提是这些电容具有低等效串联电阻(ESR);输出电容的ESR会影响LDO控制环路的稳定性。为确保稳定性,建议采用至少1 μFESR最大为1 Ω的电容。

输出电容还会影响调节器对负载电流变化的响应。控制环路的大信号带宽有限,因此输出电容必须提供快速瞬变所需的大多数负载电流。当负载电流以500 mA/μs的速率从1 mA变为200 mA时,1μF电容无法提供足够的电流,因而产生大约80 mV的负载瞬态,如图1所示。当电容增加到10 μF时,负载瞬态会降至约70 mV,如图2所示。当输出电容再次增加并达到20 μF时,调节器控制环路可进行跟踪,主动降低负载瞬态,如图3所示。这些示例都采用线性调节器ADP151,其输入和输出电压分别为5 V3.3 V


1. 瞬态响应(COUT = 1 μF)



2. 瞬态响应(COUT = 10 μF)



3. 瞬态响应(COUT = 20 μF)

 

输入旁路电容


VINGND之间连接一个1 μF电容可以降低电路对PCB布局的敏感性,特别是在长输入走线或高信号源阻抗的情况下。如果输出端上要求使用1 μF以上的电容,则应增加输入电容,使之与输出电容匹配。


输入和输出电容特性


输入和输出电容必须满足预期工作温度和工作电压下的最小电容要求。陶瓷电容可采用各种各样的电介质制造,温度和电压不同,其特性也不相同。对于5 V应用,建议采用电压额定值为6.3 V10 VX5RX7R电介质。Y5VZ5U电介质的温度和直流偏置特性不佳,因此不适合与LDO一起使用。

4所示为采用0402封装的1 μF10 V X5R电容与偏置电压之间的关系。电容的封装尺寸和电压额定值对其电压稳定性影响极大。一般而言,封装尺寸越大或电压额定值越高,电压稳定性也就越好。X5R电介质的温度变化率在-40℃至+85°C温度范围内为±15%,与封装或电压额定值没有函数关系。


4. 电容与电压的特性关系

要确定温度、元件容差和电压范围内的最差情况下电容,可用温度变化率和容差来调整标称电容,
如公式1所示:CEFF = CBIAS × (1 – TVAR) × (1 –TOL)(1)

其中,CBIAS是工作电压下的标称电容;TVAR是温度范围内最差情况下的电容变化率(百分率);TOL是最差情况下的元件容差(百分率)。

本例中,X5R电介质在–40°C+85°C范围内的TVAR15%TOL10%CBIAS1.8 V时为0.94 μF,如图4所示。将这些值代入公式1 即可得出:CEFF = 0.94 μF × (1 – 0.15) × (1 – 0.1) = 0.719 μF

在工作电压和温度范围内,ADP151的最小输出旁路电容额定值为0.70 μF,因而此电容符合该项要求。


总结


为保证LDO的性能,必须正确认识并严格评估旁路电容的直流偏置、温度变化率和容差。在要求低噪声、低漂移或高信号完整性的应用中,也必须考虑电容技术。所有电容都存在一些不够理想的行为效应,因此所选的电容技术必须与应用需求相适应。






关键词: 调节器          电容    

菜鸟
2015-03-25 15:49:32    评分
2楼

物联传感智能家居招商加盟介绍

一、发展前景

物联网被十二五规划列为七大战略新兴产业之一,是引领中国经济华丽转身的主要力量,物联网在十二五期间产业规模将达到6000亿,研究机构Forrester预测十年内物联网将成为一个上万亿产业,规模比互联网大99倍。而智能家居将是物联网最重要的组成部分!也是最贴近民生的物联网项目,所以将获得最多人们关注的眼球!

二、智能家居的应用方式 A、有线方式

这种方式所有的控制信号必须通过有线方式连接,控制器端的信号线更是多得吓人,一但遇到问题排查也相当困难。有线方式缺点非常突出,布线繁杂、工作量大、成本高、维护困难、不易组网。这些缺点最终导致有线方式的智能家居只停留在概念和试点阶段,无法大规模推广。所以可以肯定的说智能家居要规模化,普及化必然要采用无线技术才有市场。

B、无线方式 1.蓝牙

是一种支持设备短距离通信(一般10m内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。但这种技术通讯距离太短,同时属于点对点通讯方式,对于智能家居的要求来说根本不适用。

2.WIFI

是一种短程无线传输技术,能够在数百米范围内支持互联网接入的无线电信号。它的最大特点就是方便人们随时随地接入互联网。但对于智能家居应用来说缺点却很明显,功耗高、组网专业性强。高功耗对于随时随地部署低功耗传感器是非常致命的缺陷,所以wifi虽然非常普及,但在智能家居的应用中只是起到辅助补充的作用。

3.射频技术

    射频技术(315M/433M/868M/915M),被广泛运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF等场所,也有厂商将其引入智能家居系统,但由于其抗干扰能力弱,组网不便,可靠性一般,在智能家居中的应用效果差强人意,泛善可陈,最终被主流厂商抛弃。

4.ZigBee

    ZigBeeIEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。

相比其它几种无线通信技术,它具有:

    更高的安全性(拥有128K的高级加密技术在全球目前还没有攻破的先例);

    更可靠的稳定性(拥有跳频,直续扩频和网络自愈功能,蜂窝型结构,使用越广泛稳定性能越好,适合于大面积布网。);

    更强大的组网能力(拥有星型网,树状网,网状网的多种组网方式,组网能力强大到理论上能达到65000多个设备,我们的网关测试外挂2500个传感器延时仅1.2秒)。

所以是作为智能家居应用技术的首选技术。

三、公司介绍 A.公司背景

南京物联传感技术有限公司是由远拓科技控股的全资子公司(远拓主要从事金融安防业务,在银行领域有自己显赫的地位。

B.发展历史

07年集团领导在国外考察敏锐的扑捉到未来物联网将会引领时代的发展,回国后果断的抽调研发人员组成科研团队进行6个月的选项认证,认为ZigBee未来前景广阔。当机立断定下了未来物联传感的技术发展方向。随之也胜利的加入了ZigBee联盟组织,成为了国内为数不多的几个ZigBee成员之一。

随着技术研究的不断深入。于09年正式注册成立了南京物联传感技术有限公司专注于ZigBee无线智能家居的研究与开发,到目前为止公司已经取得了17项产品专利,抢占了40多个关键的注册商标。

随着多年和世界500强企业的合作与交流(为飞利浦,施耐德,英特尔,Google,三星,华为等诸多企业的ZigBee产品供应商,在国内已经成为TI公司ZigBee芯片的最大采购商)公司已经开发出一套完整的智能家居全系统的产品集成,故此公司于20119月开始启动国内市场运作计划,到目前为止获得了行业的极大关注,已经发展了1000多家代理商,已覆盖200多个城市和海外32个国家,2012年公司特别规划了百城百店计划,且成绩喜人,2013年公司推出天网计划,2014年公司推出铁马计划,目前事态极好。

已建在建体验馆:宁波,武汉,连云港,绍兴,深圳,贵阳,郑州,杭州,长春,台州,汕头,东莞,长沙,西安,合肥,张家港,包头,九江,昆明,绵阳,江都,福州,佛山,泉州,廊坊,潮州,揭阳,兰州,常州,都江堰,南京,泰州,临汾,厦门,惠州,广州,成都,珠海,重庆,三亚,呼伦贝尔,洛阳,秦皇岛,莆田,上海浦东新区,大连,北京朝阳区,北京海淀区,苏州,天津,宁德,澳门,香港,沧州,无锡,佳木斯,郴州,烟台,徐州,江门,清远,温州,青岛,威海,烟台,淮安,扬州,镇江,宿迁,南通,上海杨浦区,上海闵行区,上海徐汇区,上海嘉定区,朝阳市,襄阳市,扬州,镇江,许昌......1400多家)

 

物联传感智能家居产品借时代之风,开创物联网智能家居时代普及化之先河,产品拥有以下优势:

1、即插即用,傻瓜式操作,支持用户DIY,无需专业人员参与,具备初中以上学历的个人就可以完成安装,调整及应用。简单实用,适合全民参与才能规模化,普及化。

2、全无线通讯(无线安装,无线控制):不受施工影响,不用布线随时可以购买使用,没有销售时间的局限性。支持手机,电脑,控制屏多种控制方式,随时随地远程智能家居生活陪伴在你的左右。

3、低功耗:ZigBee+策略节能技术,使无线传感器的普通电池供电时间基本都在两年以上,真正低功耗,才适合全无线。

4、双向通信:采用ZigBee通信技术,具备双向通信,状态实时可见,使得智能化更彻底,解决了传统智能家居远程控制抓瞎,远程控制非智能的弊端,目前只有ZigBee的产品能实现这一功能。

5、大面积普及:物联网是互联网+局域网的组合方式进行运作的,物联传感的物联网智能家居系统采用ZigBee局域网,传感器和网关都有独立的全球唯一ID号,绑定式工作,杜绝了传统无线智能家居大规模应用出现窜网,互相干扰的顽症。星形组网+自由组网,从而使用户越广泛稳定性能越好,适合于大面积布网。

6、强大的组网能力:更大的扩容空间,理论上可以外接65千多个节点,我们测试挂25百个延时仅1.2秒。

7、自由组网:顾客可以随时添加,升级传感设备,做到即插即用,傻瓜式操作。业主DIY无需专业人员指导,方便快捷,简单实用,适合全民参与的产品才能成为流行时尚。(在欧美市场现在就放在超市任凭顾客自主选购)。

8 ZigBee局域网具有自动组网功能,主动搜索,主动组网能做到永不掉线,有别于传统智能家居掉线后需要人工激活的麻烦,解决了智能家居代理商这么多年来做不大,做的越好,死的越快的尴尬。

9、安全性:安全性更强 128k加密技术,目前在全球还没有攻破的先例,相比传统的智能家居降低了安全隐患。

10、标准化:全球第一个智能家居行业标准ZigBee-ha的诞生,互联互通,从而使智能家居消费告别了绑架式消费,使消费者可以放心的使用,让智能家居的推广变的更加容易接受。专家预测在未来五年之内 ZigBee 将取代目前国内大行其道的 315M/433M 通信标准,成为继美国,英国之后又一家政府指定最后 100 米只用 ZigBee 的国家。

11、成熟的软件控制方式,每个指令仅需3kb的流量,整个系统的运作对网络带宽没有要求,适用于2G3GGPRSWIFI等互联网的访问控制,过程流畅,方便消费者随时随地的查询,控制。真正实现无论您身在何地,家就在您的身边!

12、自主研发,自主生产,拥有完善的自主知识产权,市场规范,为合作伙伴取得长效稳定的受益提供了可靠的保障。

13、强大的研发团队,确保每月不低于4款新品投放市场,用户端软件平均两周更新一次。总结:我们是目前我国唯一一家拥有ZigBee-ha全套成品的公司(软硬件齐全,传感器种类达到80种之多,可以控制家庭90%以上需要实现智能化功能的需求),技术上已经领先了同行5年,这让我们占尽先机。

四、招商政策: 招商流程

    提出加盟意向加盟意向分类确定加盟身份邀请来我司考察签订加盟意向合同预付定金传平面图设计装修方案装修布展培训营业。

加盟要求

总代理资质

具有独立民事责任能力的法人和自然人、拥有较好的商业信誉及良好的社会关系、有志开拓新事业的企业家;

拥有足够操作品牌和启动市场的资金实力,投资按规范及区域市场级别设定;

准备或拟定了符合总部要求的店铺经营场所,该场所需位于当地专业市场或繁荣的商行街、商场。

    体验馆面积要求在100平方米以上,并且必须按照公司标准装修;

    体验中心、演示中心不能同时经营其它同类产品;

    拥有专职“wulian智慧家居产品的销售队伍;

体验馆建设

    总代理必须按照公司统一要求建设一家100平米以上的体验馆(特殊城市需建设3家以上体验馆)。装修完毕经公司验收合格,公司将补贴500/平米的装修费用。装修费用返还按照月返提货额5%,次月返还,返完为止的方式结算!体验馆为公司品牌和产品的展示中心,有义务接待经销商和客户的参观体验!

总代理权益

成为我们的总代理后,将享受以下的权益。

1.最低的统一进货价格:总代理进货价格是最低市场零售价的(   )折。

2.保障的利润空间:我司所有产品都有最低市场零售价(出厂价的2.5倍),此价全国统一,为我司全部总代理、经销商共同遵守。对外公开报价只允许高于此最低零售价,绝不能低于。因此彻底杜绝互相倾轧、恶性竞争、打价格战等现象,百分百保障代理商的利润空间。

3.本地市场独享保护:一个城市或地区我司只设有唯一的总代理,总代理在自己代理的区域内有着100%的经营权,其他区域的总代理不允许进入此区域进行销售活动。一经发现,我司将对其予以处罚,全面保障代理商区域的独享性。如再有本地区的其他商户联系我司要求代理或购买产品,我司会直接将其转交给当地的总代理处。

4.本地经销商统辖销售权:本地所有经销商的进货渠道都是从本地总代处流通的,经销商和厂家不直接接触。经销商必须从本地总代处提货,从而可以保障总代理在本地市场中的利润。

5.全保障售后政策:我司的产品对代理商实行的一年包换、终身保修的售后政策,远远优越于现在市面上流通的只有一年、甚至几个月的三包售后,这也是由我司产品质量可靠稳定所决定的。

6.团队培训:对于代理商的销售人员,我司有着一套完善的培训计划。从产品技术、安装培训到商业、销售、产品亮点介绍等,都有着全面的教程方案,帮助代理商快速建立自己的销售团队和开发本地市场。

7.体验馆补贴:如上所述,对于代理商建设的体验馆,我司将补贴500/平米的装修费用,并且免费提供体验馆的专业设计方案。

8.开发商谈判协助:如总代遇到大型项目,我司将提供相应的谈判协助,从产品、技术、项目方案、竞标等多方面给予支持,辅助代理商拿下项目。

9.优先权:总代理优先享有厂家提供的各项服务的权利。厂家拥有实力雄厚的研发团队,每月都有3-4款新产品会上市,总代同样享有新产品优先拿货权。同时还有优先续约权,所有总代都享有优先续约的权利。

 

南京物联传感技术有限公司

南京物联传感技术有限公司  招商部

联系人:(张经理)

QQ:1290286737884610967

手机:15921515746

地址:上海市杨浦区逸仙路1355

网址:http://www.zhinengjiajujiameng.com/

智能家居交流QQ群:216437186

 

 

 


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