DC/DC轉(zhuǎn)換器要有低電壓、大電流和低紋波電壓輸出，才能滿足目前電子產(chǎn)品低電壓、大電流和高性能的要求。本文分別采用普通鉭電解電容器，低等效串聯(lián)電阻鉭電解電容器和聚合物固體片式鋁電解電容器（PA-Cap）作為DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電容器，系統(tǒng)的比較了電容器的容量（C），等效串聯(lián)電阻（ESR）和等效串聯(lián)電感（ESL）等參數(shù)對(duì)輸出紋波電壓的影響。研究表明對(duì)輸出紋波電壓影響最大的參數(shù)為電容器的ESR。PA-Cap具有極低等效串聯(lián)電阻及允許大紋波電流的特點(diǎn)，在DC/DC轉(zhuǎn)換器中使用PA-Cap作為輸出電容是一個(gè)較好的選擇。

由于電子產(chǎn)品的工作電壓不斷降低，這就要求DC/DC轉(zhuǎn)換器具有低電壓、大電流輸出。目前在DC/DC轉(zhuǎn)換器中，通常使用鉭電解電容器作為濾波電容。采用新型的固體片式鋁電解電容器PA-Cap與鉭電解電容器相比，在濾除紋波方面，可以獲得優(yōu)于鉭電解電容器的電氣指標(biāo)。PA-Cap是“聚合物固體片式鋁電解電容器”的英文縮寫。PA-Cap采用高純鋁箔作為陽極，在鋁箔表面生成的三氧化二鋁（Al2O3）作為電介質(zhì)，采用固態(tài)的高導(dǎo)電聚合物作為陰極，使用疊層結(jié)構(gòu)。PA-Cap具有尺寸小(7.3mm×4.3mm)、極低等效串聯(lián)電阻及允許大紋波電流的特點(diǎn)。PA-Cap出現(xiàn)失效時(shí)不會(huì)爆炸、燃燒，比一般的鉭電解電容器安全。紋波電壓是輸出電壓隨開關(guān)頻率的變化量，是電流中交流成分產(chǎn)生的。如果將電容器的特性參數(shù)等效為電容量C、等效串聯(lián)電阻ESR和等效串聯(lián)電感ESL的串聯(lián)，如圖1。

圖1 電容器特性參數(shù)等效圖

濾波電路中紋波電壓可表示為：
    Vr=VC+VESR+VESL

其中，VC是由容抗XC產(chǎn)生的紋波電壓，VESR是由等效串聯(lián)電阻ESR產(chǎn)生的紋波電壓，VESL是由等效串聯(lián)電感ESL產(chǎn)生的紋波電壓。

本文通過實(shí)驗(yàn)，確定PA-Cap在DC/DC轉(zhuǎn)換器中的應(yīng)用時(shí)，PA-Cap影響DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出紋波的主要參數(shù)是等效串聯(lián)電阻ESR。在DC/DC轉(zhuǎn)換器中，可以優(yōu)先選用PA-Cap作輸出電容。

1、實(shí)驗(yàn)

根據(jù)DC/DC 轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)商提供的評(píng)估板資料和典型應(yīng)用電路，設(shè)計(jì)出PA-Cap作為濾波電容在CS51411DEMO/D開關(guān)電源評(píng)估板線路中的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)的線路原理圖如圖2。

圖2 CS51411DEMO/D實(shí)驗(yàn)線路原理圖

開關(guān)頻率fsw為260kHz，輸入為5V、0.31A，輸出為3.3V、0.60A，Cin為PA-Cap 6.3V22μF。在Cout位置接上不同的電容器，用示波器測(cè)量接上不同電容器時(shí)，電路的輸出紋波電壓。Cout位置接上的電容器有普通鉭電解電容器10V/470μF、普通鉭電解電容器10V/220μF、低ESR鉭電解電容器16V/470μF和PA-Cap4V/56μF。實(shí)驗(yàn)儀器：Agilent 4284A LCR測(cè)試儀，TDS1002示波器，實(shí)驗(yàn)環(huán)境：26℃、58%RH。

2、結(jié)果與討論
   
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