首先是我們最常用的貼片的陶瓷電容的偏壓?jiǎn)?wèn)題.
通常貼片電容的容值與他所加的電壓是成反比的,而且電壓越大容值衰減的越劇烈。也就是說(shuō)假如同樣一個(gè)10uf/16v的耐壓規格,工作于3.6V時(shí)可能接近10uf,工作于8.4V時(shí),可能只有2uf。大家不要懷疑,確實(shí)是有這樣大的變化。

圖1 16V 0805 X5R 10uf
圖2 25V 0805 x5r 10uf
圖1是三星16V 0805 X5R 10uf電容的規格書(shū)上的曲線(xiàn)?梢钥吹降10V以上電容幾乎很小了。這個(gè)是由于陶瓷電容原材料的電子特性決定的。大家如果想進(jìn)一步了解原理,可以發(fā)郵件詢(xún)問(wèn)。
這個(gè)特性實(shí)際上和電容的耐壓規格沒(méi)有什么關(guān)系,比如圖2是25V規格的,但10V時(shí)的有效電容值是一樣的。這個(gè)特性要改善只有增大電容的體積和厚度,也就是說(shuō)0603的會(huì )更差,1206的會(huì )好一些.如果是同樣的封裝則,越厚的越好。

圖3 16V 0603 X5R 10uf

圖4 16V 1206 X5R 10uf
下面的重點(diǎn):
我們以前的音頻功放也都是升壓,但是音頻功放肯定都會(huì )在升壓后加一個(gè)電解電容,電解電容雖然ESR大,但是容量卻十分穩定,沒(méi)有以上的的隨著(zhù)電壓變化的問(wèn)題。
而且電解電容的容值都比較大。所以,以前我們沒(méi)有提及以上的問(wèn)題。但是充電或者是一些負載穩定的電源,客戶(hù)是希望減小布板高度和面積。比如充電,電流是
恒定的不像功放,負載變化非常劇烈,所以電解電容是不必要的。但是升壓是一個(gè)反饋系統,需要輸出電容保持個(gè)最小值,小于這個(gè)值系統就會(huì )不穩定發(fā)生自己震蕩。
我們CS5080升壓輸出穩定的最小值是2.2uh時(shí)不小于8uf。我們現在給出的應用條件是16v 0805 22uf X5R,注意厚度是1.25的電容兩個(gè)并聯(lián)。從圖5可以看出在8.4V時(shí)
兩個(gè)并聯(lián)可以保證12uf的等效容量。
所以在應用的過(guò)程中對電源不是很懂的客戶(hù)要去強調我們升壓輸出電容的規格,就是我們demo里的C1,C2,要要求他們選用0805 22uf 厚度盡量1.25的。
當然,后面也會(huì )做實(shí)驗,看看我們實(shí)際中電容到什么程度系統就會(huì )出問(wèn)題,畢竟以上的8uf只是一個(gè)理論值。當然這個(gè)值和電感和PCB的畫(huà)法也有一定關(guān)系。

圖5 16V 0805 22uf 1.25T
輸入電容本身輸入電容對于芯片本身并沒(méi)有特殊的要求。但對于充電IC還是要特別留意。
因為在很多應用中,比如音箱,電源也就是電池以及喇叭都是內部固定死的,是不會(huì )有人來(lái)插拔的。
但是對于充電,大多數的應用都是帶電的所謂熱插拔。也就是適配器是插著(zhù)交流電的,然后直接把充電線(xiàn)插到micro usb上。
由于適配器是5V帶電狀態(tài),而充電芯片端基本處于0狀態(tài),插入的一瞬間,充電芯片端PCB上的所有電容開(kāi)始充電,這個(gè)充電電流是不受任何芯片控制的,完全取決于RC參數。
但是一般的充電線(xiàn)都比較長(cháng),都存在比較大的寄生電感,當比較大的瞬態(tài)電流流過(guò)時(shí),就會(huì )產(chǎn)生過(guò)沖和振鈴。如圖所示,這個(gè)過(guò)沖可能充到10V。

對應于CS5080,芯片本身有過(guò)壓保護,輸入超過(guò)6.5V,芯片就會(huì )關(guān)斷,同時(shí)我們芯片在關(guān)斷的時(shí)候,10V電壓下也是安全的。
但是在應用的時(shí)候,還是要在PCB上做一些保護,防止意外發(fā)生。其實(shí)這個(gè)過(guò)沖和大家熟悉的升壓功放LX端的過(guò)沖原理是一樣的。
也可以采用R和C串聯(lián)的方法很好的解決,只是參數不同。
目前主推的方案是在輸入端加一個(gè)16V 100uF的電解電容,對于PCB高度和面積要求不是很敏感的客戶(hù),這是更好的方案。
因為本身電解電容的寄生電阻就比較大,一般在0.5歐到2歐之間,等效的話(huà)就是0.5歐和100uf串聯(lián),可以很好的吸收這個(gè)過(guò)沖,同時(shí)100uf的電容還可以穩定電源。
如果PCB不能放下電解電容,那我們就需要一個(gè)額外的RC吸收電路,參數是2歐和10uf,最好選用0805,但0603也是可以接受的。同時(shí),要再并聯(lián)一個(gè)22uf的電容,這個(gè)才是真正的電源端穩壓濾波電容。這個(gè)電容最好是0805封裝。

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